一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法技术
A robust scheduling method considering the flexible adjustment of power grid structure
The invention discloses a robust scheduling method for power grid structure flexible, which comprises the following steps: (1) calculate the input parameters of robust scheduling; (2) to construct robust scheduling model of grid structure flexible, to cope with the uncertainty as the background, in the pursuit of power network operation optimal economy as the objective function, at the same time meet the operation range of the decision variables and constraint interval under uncertainty constraint; (3) the principle of duality and benders algorithm robust scheduling model based on robust scheduling; (4) output results, the running state of the power supply power dispatching output, reserve capacity and decision-making. The invention can meet the power system load, renewable energy power uncertainty, provided technical support for the optimization of power system uncertainty under the background of operation, improve the power system load balance and source of power grid operation safety and economy.
【技术实现步骤摘要】
一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法
本专利技术涉及一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，属于电气工程
技术介绍
当前随着电网中负荷形式越来越多样化，具有固有随机波动特性的风电、光伏等可再生能源发电大规模地并入电网，电力系统调度必须面对不确定性、电能流向不清晰的情形，这无疑加剧了源-网-荷之间的矛盾，电网构架出现与其不相适应的源网荷非同调的问题。为此，当前出现了应对不确定性的电网经济调度技术，但其主要是侧重于在电网结构不变的条件下应对不确定性的协调策略或优化方法，而电网结构不变有时会使经济调度中源网荷间关系处于紧张或冲突状态，甚至处于阻塞而无调度解。而考虑电网结构调整的优化技术均是针对确定性的负荷或可再生能源发电预测值进行的，难以保证不确定性背景下电网运行的安全性。至今，应对不确定性背景下，尚无有机考虑电网拓扑结构优化的短期运行调度技术。专利号为ZL201210275126.0的中国专利：“不确定性环境下发电计划的鲁棒优化方法”，公开了一种不确定性环境下发电计划的鲁棒优化方法，该专利根据不确定性环境下发电计划编制的总体要求，确定各不确定参数，采用鲁棒...
【技术保护点】
一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：输入鲁棒调度计算参数；步骤2：构建考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度模型，所述鲁棒调度模型以应对不确定性为背景，在直流潮流条件下以追求电网运行经济性最优为目标函数，同时满足决策变量相关约束条件以及区间不确定性下的运行范围约束条件；步骤3：基于对偶原理和奔德斯算法进行鲁棒调度模型求解，所述鲁棒调度模型的求解过程为：1)在目标函数最小化引导下进行发电成本函数分段线性化；2)寻求负荷、可再生能源发电波动变化苛刻情景的保守解，通过引入附加松弛变量，将原优化问题转换为多阶段优化问题；3)基于对偶原理和奔德斯算法，通过...
【技术特征摘要】
1.一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：输入鲁棒调度计算参数；步骤2：构建考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度模型，所述鲁棒调度模型以应对不确定性为背景，在直流潮流条件下以追求电网运行经济性最优为目标函数，同时满足决策变量相关约束条件以及区间不确定性下的运行范围约束条件；步骤3：基于对偶原理和奔德斯算法进行鲁棒调度模型求解，所述鲁棒调度模型的求解过程为：1)在目标函数最小化引导下进行发电成本函数分段线性化；2)寻求负荷、可再生能源发电波动变化苛刻情景的保守解，通过引入附加松弛变量，将原优化问题转换为多阶段优化问题；3)基于对偶原理和奔德斯算法，通过选择复杂变量，将多阶段优化问题分解为主问题、子问题依次交替迭代求解，直至满足收敛条件；步骤4：输出鲁棒调度结果，所述鲁棒调度结果包括给出电源调度出力、备用容量以及决策的输电元件运行状态。2.根据权利要求1所述的一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，所述鲁棒调度计算参数包括输电元件参数、发电机组的技术特性参数及成本特性参数、负荷期望值及波动范围、可再生能源的发电期望值及波动范围参数。3.根据权利要求2所述的一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，在步骤2中，所述鲁棒调度模型中追求发电成本和备用成本最小的目标函数表达式为：其中，Cg()为发电机组g发电成本特性二次函数，为机组g有功功率基点，上划线标识基点运行模式；NG为发电机组集合；为区间不确定性下的机组g备用容量；为机组g备用成本系数。4.根据权利要求3所述的一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，在步骤2中，决策变量包括发电机组有功功率基点输电元件运行状态以及发电机组备用响应量所述鲁棒调度模型中满足决策变量相关约束条件包括以下约束：1)发电机组有功功率基点范围约束：其中，和为发电机组g有功功率上下限，NG为发电机组集合；2)发电机组爬坡约束：其中，Pg0为机组g初始有功功率，和分别为发电机组g最大向上、向下爬坡速率，Δτ为调度时段长度，NG为发电机组集合；3)电网支路运行范围约束：1其中，表示支路l的运行状态，其为二进制变量，表示支路停运，表示支路运行；表示支路l基点运行模式下的有功功率，其首、末端节点分别为节点i、j，和分别为在基点运行模式下支路l首、末端节点的电压相角；NL为支路集合；Ml为非常大的常数，Plmax为支路l最大传输容量；4)节点功率平衡约束：其中，表示支路l基点运行模式下的有功功率，为负荷d的预测期望值，和分别为负荷d的最大期望值和最小期望值；NG,i和ND,i分别为节点i上的发电机和负荷集合，NS,i和NE,i分别为以节点i为首、末端节点的支路集合；NN为节点集合；5)节点电压相角范围约束：其中，为基准运行模式下节点i电压相角；NN为节点集合；6)输电元件开断数量约束：其中，表示支路l的运行状态，为允许的最大开断输电元件数。5.根据权利要求4所述的一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，在步骤2中，优化模型中满足区间不确定性下的运行范围约束条件包括以下约束：1)发电机组输出功率范围约束：其中，为区间不确定性下的机组g备用响应量；和分别为发电机组g有功功率上下限，NG为发电机组集合；2)发电机组爬坡约束：其中，为区间不确定性下的机组g备用响应量；Δτ为调度时段长度；和分别为发电机组g最大向上、向下爬坡速率，NG为发电机组集合；3)电网支路运行范围约束：其中，表示支路l的运行状态，NL为支路集合；Ml为非常大的常数，Plmax为支路l最大传输容量；为区间不确定性下的支路l有功功率；其首、末端节点分别为节点i、j，和分别为区间不确定性下支路l首、末端节点的电压相角；4)节点功率平衡约束：其中，为区间不确定性下的负荷d的预测期望值，为区间不确定性下支路l的有功功率；5)节点电压相角范围约束：其中，为区间不确定性下节点i电压相角；6)备用范围约束：其中，和分别为发电机组g最大向上、向下备用容量；式(24)和式(25)为经济目标引导下表达式的变形；7)负荷波动范围约束：其中，为区间不确定性下负荷d的预测期望值，和分别为负荷区间范围的上下限，ND为负荷集合。6.根据权利要求5所述的一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，在步骤3中，在目标函数最小化引导下进行发电成本函数分段线性化的表达式为：3式(27)中，表示发电机组g发电成本，式(28)为在目标函数最小化引导下将机组发电成本凸函数分段线性化，ag1、bg1、ag2和bg2为机组g发电成本函数分段线性成本系数。7.根据权利要求6所述的一种考虑电网结构灵活调整的鲁棒调度方法，其特征是，在步骤3中，通过引入附加松弛变量，对原优化问题转换为多阶段优化问题的具体过程为：将目标函数式变换为：将约束条件式(11)～(26)变换为：
【专利技术属性】
技术研发人员：孙东磊，杨金洪，刘晓明，朱毅，田鑫，杨思，李文博，王轶群，杨波，付一木，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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