考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法及系统，该方法包括：获取分布式能源设备的参数信息；整合分布式能源设备的参数信息，生成设备等值聚合模型；基于设备等值聚合模型中的等值设备运行约束，建立两阶段鲁棒优化模型；考虑配电网状态，对配电网不确定性建模，结合两阶段鲁棒优化模型，估计聚合商的最大鲁棒网络安全运行包络。本发明专利技术利用两阶段鲁棒优化模型来求解鲁棒网络安全运行包络，充分考虑配电网络约束和网络状态以保证网络安全，同时通过检查对于不确定集合中的任何一点是否存在一组可行解，以应对配电网络中的不确定性，能够在不确定的情况下为聚合商争取更大的运行包络，以激励聚合商参与市场。与市场。与市场。

【技术实现步骤摘要】
考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统运行和控制
，尤其涉及一种考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]随着光伏发电、风力发电、分布式储能系统等分布式能源占比的迅速增加，给电力系统带来了更强的灵活性。目前，通过聚合商整合分布式能源为电力系统提供服务成为一种可靠的方案，如参与批发市场报价等。然而，在批发市场的市场出清过程中，通常只考虑输电网络约束，而不考虑配电网络约束，在此基础上，聚合商中标电量的大量输送可能会危及配电网络的安全，产生电压越限和网络拥塞等问题。当在运行阶段，聚合商中标电量的传输引起越限或拥塞问题时，配电系统运营商为了保证配电网络安全通常会削减聚合商的传输电量，这一现象在现实情况中并不罕见，并且阻碍了聚合商参与批发市场。因此，为了保证聚合商中标电量的安全传输，需要在聚合商参与市场报价前对申报电量范围进行安全检核，实现对聚合商网络安全运行包络的鲁棒估计。
[0004]现有技术中，Attarha A等人在《IEEE Transactions on Smart Grid》公开的“Network
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secure and price
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elastic aggregator bidding in energy and reserve markets”以及“Network
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secure envelopes enabling reliable DER bidding in energy and reserve markets”中提出了一种网络安全运行包络评估方法，其中运行包络是一个定义聚合商可以传输至电网或从电网流入的有功/无功功率限制的凸集。虽然这一方法可以确保线路传输功率不超过线路容量，但是仍然存在两个问题需要解决：一是如何处理配电网络的不确定性，如流经配电网络的不确定节点注入/流出功率；二是如何在有限通信条件下处理配电网络约束。目前，为了解决第二个问题，Lai S等人在公开的“Demand response aggregation with operating envelope based on data
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driven state estimation and sensitivity function signals”中提出了一种基于灵敏度分析的网络安全运行包络优化方法，该方法建立了描述配电网络状态变化和聚合商所在节点注入功率关系的灵敏度函数，并将这一灵敏度函数告知聚合商。然而，这一方法忽略了其他节点注入/流出功率对配电网络状态的影响，只采用了单一节点的敏感性分析，仍旧可能会导致配电网络的安全问题。此外，Liu M Z等人在公开的“Using OPF based operating envelopes to facilitate residential DER services”中提出了一种由配电公司计算并向聚合商公布其功率输出/输入运行包络的方法，这种方法忽略了配电网络的不确定性，并没有校验运行包络中所有可能的中标电量，包络中可能存在不可行区域，同样可能导致配电网络安全问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑配电网络安全的聚合商鲁棒
运行包络估计方法及系统，利用两阶段鲁棒优化模型来求解聚合商的最大鲁棒网络安全运行包络，充分考虑配电网络约束和网络状态以保证网络安全，同时通过检查对于不确定集合中的任何一点是否存在一组可行解，以应对配电网网络中的不确定性，能够在不确定的情况下为聚合商争取更大的运行包络，以激励聚合商参与市场。
[0006]第一方面，本公开提供了一种考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法，包括：
[0007]获取分布式能源设备的参数信息；
[0008]整合分布式能源设备的参数信息，生成设备等值聚合模型；
[0009]基于设备等值聚合模型中的等值设备运行约束，建立两阶段鲁棒优化模型；
[0010]考虑配电网状态，对配电网不确定性建模，结合两阶段鲁棒优化模型，估计聚合商的最大鲁棒网络安全运行包络。
[0011]进一步的技术方案，用户级分布式能源设备包括分布式发电设备、负荷以及储能系统；所获取的参数信息包括分布式发电设备出力的上下限、参与需求响应的负荷的最大值、负荷中可调控负荷的调节系数的上下限、储能系统充放电效率系数、储能系统充放电功率的上限以及储能系统荷电状态的上下限。
[0012]进一步的技术方案，所述设备等值聚合模型包括虚拟同步机聚合模型和虚拟储能聚合模型，其生成过程包括：
[0013]基于分布式能源设备的参数信息，构建分布式发电设备和负荷的模型，将光伏发电设备模型与负荷模型聚合为虚拟同步机模型；
[0014]基于分布式能源设备的参数信息，将储能系统聚合为虚拟储能模型。
[0015]进一步的技术方案，在第一阶段中，基于所有聚合商提供的等值设备运行约束，确定运行包络的初始上下限，获得聚合商鲁棒网络安全运行包络的初始范围；
[0016]在第二阶段中，校验第一阶段所获得的最大鲁棒网络安全运行包络中是否存在不满足网络安全约束的点，若存在不可行解，则修正运行包络的上下限，以此得到最终的聚合商最大鲁棒网络安全运行包络。
[0017]进一步的技术方案，在第一阶段中，构建以最大化所有聚合商的运行包络为目标函数的模型，根据设备等值聚合模型功率的上下限之和，确定运行包络的初始范围，该运行包络的初始上下界即为聚合商鲁棒网络安全运行包络的初始范围。
[0018]进一步的技术方案，在第二阶段中，在第一阶段所构建的鲁棒优化模型的基础上，构建配电网安全运行约束，根据第一阶段获取的聚合商鲁棒网络安全运行包络，不断模拟运行包络中的任意点，检验运行包络内所有可能中标电量是否被安全传输，即是否满足第二阶段所构建的运行约束，若是，则获取最终的聚合商最大鲁棒网络安全运行包络，否则进行运行包络的修正。
[0019]进一步的技术方案，所述修正是指，在两阶段鲁棒优化模型的基础上，添加约束至第一阶段中，以此修正运行包络的初始范围；在此基础上，再进行第二阶段，不断循环迭代，直至满足第二阶段所构建的运行约束，获取最终的聚合商最大鲁棒网络安全运行包络。
[0020]第二方面，本公开提供了一种考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计系统，包括：
[0021]数据信息获取模块，用于获取分布式能源设备的参数信息；
[0022]聚合模型生成模块，用于整合分布式能源设备的参数信息，生成设备等值聚合模型；
[0023]安全运行包络估计模块，用于基于设备等值聚合模型中的等值设备运行约束，建立两阶段鲁棒优化模型；考虑配电网状态，对配电网不确定性建模，结合两阶段鲁棒优化模型，估计聚合商的最大鲁棒网络安全运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法，其特征是，包括：获取分布式能源设备的参数信息；整合分布式能源设备的参数信息，生成设备等值聚合模型；基于设备等值聚合模型中的等值设备运行约束，建立两阶段鲁棒优化模型；考虑配电网状态，对配电网不确定性建模，结合两阶段鲁棒优化模型，估计聚合商的最大鲁棒网络安全运行包络。2.如权利要求1所述的考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法，其特征是，用户级分布式能源设备包括分布式发电设备、负荷以及储能系统；所获取的参数信息包括分布式发电设备出力的上下限、参与需求响应的负荷的最大值、负荷中可调控负荷的调节系数的上下限、储能系统充放电效率系数、储能系统充放电功率的上限以及储能系统荷电状态的上下限。3.如权利要求1所述的考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法，其特征是，所述设备等值聚合模型包括虚拟同步机聚合模型和虚拟储能聚合模型，其生成过程包括：基于分布式能源设备的参数信息，构建分布式发电设备和负荷的模型，将光伏发电设备模型与负荷模型聚合为虚拟同步机模型；基于分布式能源设备的参数信息，将储能系统聚合为虚拟储能模型。4.如权利要求1所述的考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法，其特征是，在第一阶段中，基于所有聚合商提供的等值设备运行约束，确定运行包络的初始上下限，获得聚合商鲁棒网络安全运行包络的初始范围；在第二阶段中，校验第一阶段所获得的最大鲁棒网络安全运行包络中是否存在不满足网络安全约束的点，若存在不可行解，则修正运行包络的上下限，以此得到最终的聚合商最大鲁棒网络安全运行包络。5.如权利要求4所述的考虑配电网络安全的聚合商鲁棒运行包络估计方法，其特征是，在第一阶段中，构建以最大化所有聚合商的运行包络为目标函数的模型，根据设备等值聚合模型功率的上下限之和，确定运行包络的初始范围，该运行包络的初始上下界...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正烁，刘聪聪，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：