[發明專利]一種計及風電置信風險的多目標最優潮流計算方法

有效

• 申請號: 202010370826.2
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111525556B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 彭春華;孫惠娟;溫澤之
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種計及風電置信風險的多目標最優潮流計算方法，所述方法基于風電隨機分布概率密度和機會約束，提出風電高估/低估置信風險功率偏差量化計算方法。通過計及風電高估/低估置信風險，并在決策變量中引入變壓器變比調節和無功補償容量優化，構建源網協調運行的經濟/風險多目標最優潮流計算模型。通過將可行性排序操作、非劣性排序操作和回溯搜索算法進行有機融合，設計出基于可行性和非劣性綜合排序回溯搜索算法對經濟/風險多目標最優潮流模型高效準確求解。本發明可實現對風電高估/低估風險性合理的評估和準確的量化計算，降低含風電并網的電力系統優化運行決策的保守性；實現靈活可靠的經濟/風險多目標最優潮流計算，提升風電并網經濟性。

技術領域

本發明涉及一種計及風電置信風險的多目標最優潮流計算方法，屬電力系統潮流計算領域。

背景技術

最優潮流(optimal power flow,OPF)作為電力系統安全運行、合理調度和電網規劃的重要工具，一直是國內外學者的研究重點。其核心是指通過對發電機組出力、節點電壓、變壓器變比、無功補償等控制參數優選，得到滿足系統安全約束條件，并使系統性能指標達到最優的潮流分布。在當前節能減排的背景下，以風電為代表的可再生能源并網發展迅速，但由于風速的不可控性導致風電并網功率存在明顯的不確定性，而風電功率預測目前仍存在較大誤差，導致風電出力常常會被高估或低估，從而給OPF控制帶來較大的風險性，且這種風險通常難以合理評估。

目前國內外學者針對含風電的OPF問題進行了大量研究。如：通過優化統一潮流控制器參數來降低風電預測誤差所帶來的影響，進而提高系統的安全性和經濟性；通過無跡變換技術將大量場景下的不確定性潮流計算轉換為少量 Sigma點的確定潮流計算，從而有效地應對風電出力不確定性；采用場景分析法，通過對歷史數據和不確定行為統計分析后建立符合風電出力分布規律的概率模型，基于K-均值聚類和輪盤賭機制生成用于優化的場景；采用確定性優化方法，通過在OPF模型中加入了正、負旋轉備用以應對風電預測偏差給系統帶來的影響。現有的這些研究很少考慮風電高估/低估給OPF帶來的風險性。

現有相關模型通常是考慮整個風電不確定性區間或者全部風電預測誤差范圍，往往會導致OPF結果過于保守。同時鑒于風電并網不確定性給電力系統OPF 帶來的風險性難以評估，一般很少在OPF計算中對風電帶來的風險性進行量化，導致靈活性和準確性較為缺乏。此外，現有OPF研究中一般只考慮系統中電源側各發電機組的有功出力優化分配，很少考慮電網側各種可控資源的協同優化，因此沒能充分發揮智能電網的源網協調運行優勢。

此外，鑒于上述計及風電置信風險的源網協調多目標OPF計算模型具有非凸性、非線性和復雜約束等特征，且經濟性和風險性兩優化目標相互競爭，度量指標不同，采用常規算法難以對模型進行優化求解。回溯搜索(backtracking search,BS)算法是由Civiciouglu于2013年提出的一種簡單有效的進化算法。該算法具有較強的記憶功能，可利用隨機選取的歷史種群信息來指引搜索方向和產生中間個體，且只需一個控制參數(混合比例參數)；此外，通過縝密細致的雙交叉策略，還可有效控制交叉長度。因此BS算法具有架構簡單、全局搜索能力強的優點。在CEC2005、CEC2011標準測試函數求解過程中，其尋優性能要優于遺傳算法、粒子群算法等其他算法；但是BS算法存在收斂速度慢的問題。

發明內容

本發明的目的是，為了實現在滿足安全約束下電網運行成本最低和風電并網風險性最小的源網協調優化目標，首先提出風電高估/低估置信風險功率偏差量化計算方法，并進一步提出一種計及風電高估/低估置信風險的源網協調經濟/ 風險多目標OPF計算方法。