[發(fā)明專利]一種考慮風(fēng)電不確定性分布特征的電網(wǎng)可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010799184.8
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112053034B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玲芳;甘霖;李文云;朱濤;朱欣春;游廣增
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q10/04;G06F30/20;G06F113/04;G06F111/04
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;于洪

本發(fā)明涉及一種考慮風(fēng)電不確定性分布特征的電網(wǎng)可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法。針對風(fēng)電接入電網(wǎng)所帶來的電源出力不確定性問題，本發(fā)明首先構(gòu)建了一種基于風(fēng)電波動量分布特征的新型風(fēng)電出力不確定集合，以實現(xiàn)對調(diào)度方案魯棒性的精確描述。其次針對魯棒優(yōu)化可靠性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，基于所構(gòu)建不確定集合，提出一種引入不確定集合魯棒度的懲罰成本以及不確定預(yù)算成本的計算方法，從而實現(xiàn)了魯棒性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)優(yōu)化。本發(fā)明能夠有效降低系統(tǒng)運行成本，更為合理的安排機組運行計劃，所得優(yōu)化調(diào)度結(jié)果同時具備了較好的魯棒性與經(jīng)濟(jì)性，易于推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含風(fēng)電的電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮風(fēng)電不確定性分布特征的電網(wǎng)可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電作為一種環(huán)境友好的可再生能源，具備低污染、可持續(xù)、無能源消耗等優(yōu)勢，因而在新能源的開發(fā)利用中占有很重要的位置。但風(fēng)電的可控性較差，其并網(wǎng)給電力系統(tǒng)運行帶來了極大的不確定性，采用傳統(tǒng)的確定性調(diào)度方法很難保證系統(tǒng)的安全運行以及有效的風(fēng)電消納，而采用基于概率論的隨機規(guī)劃以及機會約束規(guī)劃等方法則存在不確定變量難以精確刻畫、計算量大和可靠性無法保證等缺點。魯棒優(yōu)化方法較好的解決了上述問題，它通過集合的形式來刻畫不確定變量，并保證優(yōu)化解在不確定變量于集合內(nèi)任意變化時都能滿足系統(tǒng)約束，目前該方法已在含不可控能源的電力系統(tǒng)調(diào)度以及規(guī)劃問題中取得逐步應(yīng)用。

魯棒優(yōu)化的關(guān)鍵問題之一是不確定集合的刻畫，傳統(tǒng)魯棒優(yōu)化方法往往定義不確定變量在不確定區(qū)間內(nèi)均勻分布，這種方法缺乏對不確定變量分布特點的描述，可能會使計算結(jié)果與實際偏離很大。此外，魯棒優(yōu)化方法是以保證電網(wǎng)處于最差情況下仍能滿足電力系統(tǒng)約束為前提進(jìn)行模型求解的，因此其優(yōu)化結(jié)果往往較為保守。研究人員提出了一種不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化方法，通過引入可調(diào)節(jié)魯棒性參數(shù)實現(xiàn)對不確定集合的縮放，從而有效降低了調(diào)度方案的保守性。但目前研究大多僅給出了如何通過魯棒性參數(shù)降低調(diào)度方案保守性的方法，未考慮如何實現(xiàn)魯棒性與目標(biāo)函數(shù)的協(xié)同尋優(yōu)，從而導(dǎo)致優(yōu)化效果難以控制。因此，實現(xiàn)魯棒性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)同優(yōu)化，對增強調(diào)度方案優(yōu)化效果，提升系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性，增強系統(tǒng)對風(fēng)電的消納能力，將產(chǎn)生極大的幫助。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種考慮風(fēng)電不確定性分布特征的電網(wǎng)可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法。首先構(gòu)建了一種基于風(fēng)電波動量分布特征的新型風(fēng)電出力不確定集合，從而實現(xiàn)了對風(fēng)電不確定性的精確描述；再基于所構(gòu)建不確定集合，提出一種引入不確定集合魯棒度的懲罰成本以及不確定預(yù)算成本的計算方法，從而實現(xiàn)了魯棒性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)優(yōu)化。該方法能夠有效提升系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性，并增強系統(tǒng)對風(fēng)電的消納能力，解決高滲透率可再生能源接入對電網(wǎng)的影響。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種考慮風(fēng)電不確定性分布特征的電網(wǎng)可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

步驟(1)，構(gòu)建基于風(fēng)電波動量分布特征的新型風(fēng)電出力不確定區(qū)間；所述的風(fēng)電出力不確定區(qū)間的建立包含兩種：在短期調(diào)度中，通過風(fēng)速預(yù)測值構(gòu)建風(fēng)電機組出力的不確定區(qū)間，基于風(fēng)速預(yù)測誤差構(gòu)建下一刻實際風(fēng)速v_j,t正態(tài)分布概率密度函數(shù)；在超短期調(diào)度中，基于當(dāng)前時刻風(fēng)速與風(fēng)速波動構(gòu)建風(fēng)電機組出力的不確定區(qū)間，根據(jù)統(tǒng)計擬合得到的風(fēng)速波動量的概率分布，構(gòu)建下一刻實際風(fēng)速v_j,t的概率密度函數(shù)；

步驟(2)，基于所構(gòu)建不確定區(qū)間，構(gòu)建了實現(xiàn)魯棒性與經(jīng)濟(jì)性協(xié)調(diào)優(yōu)化的電網(wǎng)調(diào)度模型；電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為系統(tǒng)總發(fā)電成本、系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用設(shè)置成本以及棄風(fēng)棄負(fù)荷懲罰成本之和最小化；然后基于魯棒度的懲罰成本以及不確定預(yù)算成本的計算，通過求解目標(biāo)函數(shù)，得到令系統(tǒng)總運行成本最小的常規(guī)發(fā)電機組、儲能裝置以及外界電網(wǎng)的最優(yōu)出力組合以及各機組所需要預(yù)留的上調(diào)、下調(diào)旋轉(zhuǎn)備用，之后按照求解結(jié)果進(jìn)行調(diào)度。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，步驟(1)的具體步驟包括：

在短期調(diào)度中，風(fēng)電機組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如式(1)所示：