一种交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法，包括：根据直流联络线运行特性，构建运行约束；并构建上层协调优化模型和下层鲁棒优化模型：下层鲁棒优化模型基于目标级联分析方法建立双层迭代求解框架，然后引入列和约束生成算法针对各互联子系统的两阶段鲁棒优化模型进行转化处理和求解，并将虚拟机组的有功计划反馈给上层协调优化模型；上层协调优化模型根据下层鲁棒优化模型优化得到的虚拟机组有功计划，优化和更新直流联络线输电方案，并将优化结果作为下一次优化的参考值传回下层鲁棒优化模型；上、下双层模型进行迭代交互求解，直到满足收敛标准，迭代停止。本发明专利技术能够实现大规模交直流互联系统调度计划和备用方案的联合优化。和备用方案的联合优化。和备用方案的联合优化。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法


[0001]本专利技术涉及电网控制
，特别是涉及一种交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法。

技术介绍

[0002]含高比例风电的清洁电力系统已成为行业的共同愿景。随着新能源的大规模接入，部分区域本地消纳能力有限，已无法完全消纳本地新能源发电。通过借助于跨区联络线进行跨区交易，促进新能源跨区消纳是解决新能源消纳问题的重要措施。随着不同区域电网交直流互联程度的不断加深和风电的快速发展，迫切需要实现互联区域电力系统的协调优化。
[0003]一方面，随着互联规模的增大，集中式的联合调度面临数据维度大，模型复杂多变的问题，且难以适用于分层分区的实际运行框架和满足市场环境下不同主体的信息私密性要求。
[0004]另一方面，目前新能源直流跨区消纳的相关研究多集中于直流线路输送成分优化、直流线路参与两区域调峰、直流线路与两区域协调等方面，对于如何协调互联区域多类型灵活性资源应对两区域新能源预测不确定性对新能源跨区消纳的影响鲜有研究，同时忽略新能源不确定性的发电计划和功率交互计划在实际运行中可能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据直流联络线运行特性，构建运行约束；S2，构建上层协调优化模型，作为主问题：根据直流联络线运行特性以及运行约束，构建上层协调优化模型；S3，构建下层鲁棒优化模型，作为子问题：基于鲁棒优化理论，各互联子系统建立相应的考虑多类型灵活性资源的两阶段鲁棒优化模型，在第一阶段，考虑风电基础预测场景和第二阶段优化反馈的风电最恶劣场景的系统综合运行约束，联合优化火电机组启停计划、各类灵活性资源的有功计划和灵活备用容量方案，同时优化虚拟机组的有功计划；在第二阶段，基于风电不确定集和第一阶段的优化结果，对最恶劣场景下的调度解的可行性进行校验分析，即利用灵活性资源的校正措施来保证在最恶劣情况下实时调度方案的存在，若校验不通过则将对应最恶劣场景的参数和相应的系统运行约束集反馈至上层优化模型进行更新，进行下一次迭代优化；S4，上、下双层模型优化求解：所述下层鲁棒优化模型基于目标级联分析方法建立双层迭代求解框架，然后引入列和约束生成算法针对各互联子系统的两阶段鲁棒优化模型进行转化处理和求解，并将虚拟机组的有功计划反馈给上层协调优化模型；所述上层协调优化模型根据下层鲁棒优化模型优化得到的虚拟机组有功计划，优化和更新直流联络线输电方案，并将优化结果作为下一次优化的参考值传回下层鲁棒优化模型；上、下双层模型进行迭代交互求解，直到满足收敛标准，迭代停止。2.根据权利要求1所述的交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法，其特征在于，步骤S1中，所述运行约束，具体包括：1)联络线功率区间约束，互联区域的联络线输电功率必须运行在设定的功率区间内，不能超过功率上限和下限，公式表示如下：式中，和分别为直流联络线的最大输送功率、最小输送功率和时段t的输送功率；2)联络线功率区间约束，联络线在每个时段仅能向单一方向进行调节，并且相邻时段不能反向调节，公式表示如下：式中，x
t
、和分别表示直流联络线在时段t进行功率调整、增加功率和降低功率的状态，和分别表示直流联络线在时段t+1进行增加功率和降低功率的状态，x
t
、以及均为0
‑
1整数变量；3)调度日内调节次数约束，公式表示如下：
式中，为调度日内的调整次数限值，根据实际需要调整设定；4)传输功率调节速率约束，直流联络线相邻时段的功率变化受调节状态和调节速率的共同约束，各时段间存在耦合关系，公式表示如下：式中，表示时段t+1的输送功率，和为直流联络线的向上和向下功率调节速率；M为常数项，取极大值；5)传输功率阶梯化运行约束，直流联络线运行时需要满足阶梯化约束，在进行功率调整后要稳定运行一定的时段，公式表示如下：式中，表征联络线是否开始进行功率调整的状态变量，为0
‑
1整数变量；表征联络线是否停止功率调整的状态变量，为0
‑
1整数变量；N
T
为调整动作的间隔时间；T为调度总时段数，τ为辅助变量；6)传输电量偏差约束，调度日内各时段输送的总电量要满足预定电量范围，通过设置电量偏差系数实现电量的调节，公式表示如下：式中，Q
dc
为提前签订的输送电量；ρ为电量偏差系数。3.根据权利要求2所述的交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法，其特征在于，步骤S2中，所述上层协调优化模型如下所示：骤S2中，所述上层协调优化模型如下所示：s.t.(1)～(6)式中，和分别为下层鲁棒优化模型优化得到的虚拟机组m、n的有功出力；
分别为虚拟机组m的一次项和二次项的惩罚系数，用于优化联络线功率；和分别为虚拟机组n的一次项和二次项的惩罚系数，用于优化联络线功率；为直流联络线的集合。4.根据权利要求3所述的交直流互联电力系统分散鲁棒优化调度方法，其特征在于，步骤S3中，在第一阶段，考虑风电基础预测场景和第二阶段优化反馈的风电最恶劣场景的系统综合运行约束，联合优化火电机组启停计划、各类灵活性资源的有功计划和灵活备用容量方案，同时优化虚拟机组的有功计划；在第二阶段，基于风电不确定集和第一阶段的优化结果，对最恶劣场景下的调度解的可行性进行校验分析，即利用灵活性资源的校正措施来保证在最恶劣情况下实时调度方案的存在，若校验不通过则将对应最恶劣场景的参数和相应的系统运行约束集反馈至主问题进行更新，进行下一次迭代优化，具体包括：S301，建立目标函数：目标函数如式(8)所示，共包含四个部分，其中第一部分，为火电机组的运行成本，包括发电成本、启动成本、停机成本和灵活备用容量成本；第二部分，为储能系统的运行成本，包括储能充、放电成本和灵活备用容量成本；第三部分，为需求响应的灵活备用容量成本；第四部分，为互联系统间共享变量即联络线功率所构成的增广拉格朗日惩罚函数，其中包含上层优化得到的联络线功率和本区域虚拟机组的功率变量；式中，和分别为火电机组i在时段t的计划出力、启机成本和停机成本；和分别为常规机组i在时段t预留的向上和向下灵活备用容量，和分别为对应的容量成本；和分别为储能系统s的充电和放电功率，和分别为对应的运行成本；和分别为储能系统s在时段t预留的向上和向下灵活备用容量；和分别为需求响应k的容量成本和在时段t的可中断备用容量；T为调度总时段数；分别为火电机组、储能、可中断负荷的集合；S302，构建基础场景下的运行约束，包括：
1)火电机组运行约束，如式(9)～式(20)所示，其中式(9)～式(11)为火电机组的最小运行持续时间约束，式(12)～式(14)为火电机组最小停机持续时间约束，式(15)和式(16)分别表征火电机组的启动成本和停机成本，式(17)和式(18)分别表示火电机组有功出力的上界约束和下界约束，同时考虑灵活备用容量与有功出力的耦合关系，式(19)和式(20)分别表征火电机组的向上爬坡速率约束和向下爬坡速率约束，同时考虑灵活备用容量调用时的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；的相邻时段牵制耦合关系；式(9)～式(20)中，u
i,t
为常规机组i在时段t的运行状态；T
u,i
和T
d,i
分别为常规机组i的最小启机运行时间和最小停机持续时间；和分别为常规机组i的启机成本和停机成本；P
i,min
和P
i,max
分别为常规机组i的最小有功出力和最大有功出力；R
U,i
和R
D,i
分别为常规机组i的向上爬坡能力和向下爬坡能力；2)储能系统运行约束，如式(21)～式(35)所示，其中式(21)表示各时段储能系统的荷电状态，即该时段充放电后的储存电量，式(22)为储存电量的上界和下界约束；式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏常胜，张高航，李渝，孙谊媊，李凤婷，左成磊，杨超，吴茂乾，高光芒，王衡，王勇，张斯文，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：