【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网电压控制领域，具体涉及一种基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法。
技术介绍
1、随着信息技术的发展，“万物互联”时代的到来，越来越多的用户侧负荷接入互联网，成为灵活可调的资源。灵活资源包括分布在配电网侧的柔性负荷以及分布式电源等在内的种类多、基数大、分布广的可控单元。但配电网不具备对用户灵活资源的直接调度和控制权，仅能通过价格或激励等需求响应手段引导用户调节灵活资源，然而用户受外部环境、用电模式等影响，存在较大的不确定性，导致配电网利用灵活资源调压困难。除此以外，新能源发电如光伏出力受光照、天气影响大，发电具有间歇性和不确定性，进一步加剧了网-荷双侧协同优化困难。考虑灵活资源和新能源发电不确定性，传统的基于单一电网侧精确建模的电压控制方法难以取得有效结果，有必要研究在多重不确定性因素下的配电网电压协调控制方法。
技术实现思路
1、鉴于以上存在的技术问题，本专利技术用于提供一种适用于多重不确定性因素和用户侧灵活资源调压需求响应互动的协同电压控制方法，基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，灵活调整补贴金额，影响用户用电功率，保证配电网电压不会越限，改善配电网调控的压力；同时用户在博弈中获得了最大的电费补贴，保证了用户的利益。
2、为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，包括以下步骤：
4、s10，基于用户用电需求响应不确定性建立鲁棒
5、收集用户需求响应资源数据样本，并构建min-max二阶鲁棒优化模型并求解；
6、s20，执行用户侧灵活资源调压需求响应分析算法；其中，采用聚类算法分析用户调压需求响应并整合用户侧集群分布，然后基于集群分布计算激励信号。
7、作为进一步的改进方案，所述根据需求响应不确定性建模及对模型的鲁棒优化和求解，是基于用户需求响应资源数据样本，根据工程博弈论思想分析有功和无功调节量、将配电网需求响应成本作为目标函数，以用户需求响应不确定性、电网资源不确定性为约束条件。构建min-max鲁棒优化问题。通过对模型优化问题的求解来最小化需求响应不确定性对系统的不利影响。
8、作为进一步的改进方案，所述的根据需求响应不确定性建模及对模型的鲁棒优化和求解，所述问题为一类带约束的min-max优化问题。
9、建立配电网侧的min-max鲁棒优化模型目标函数，如式(1)所示:
10、
11、式中costdso＝costp+costq是配电网有功无功需求响应成本函数，包含有功调节成本costp和无功调节成本costq。max表示在给定不确定集u∈u中寻找运行成本最大的情况,u＝{u|umin≤u≤umax}为节点注入功率不确定集，不确定因素u向量包括风电出力和光伏出力的不确定功率以及节点端负荷所需的不确定功率；min表示运用一次决策变量x在最恶劣场景下实现最小化运行成本,x是第i(i≤m)个节点第t(t≤n)个时间段的需调功率pi,t,adj；相关成本和决策的具体计算方法为：
12、
13、式(2)中有功成本表示为所有节点用电量与电网单位电价c的积；无功成本为配电网侧使用oltc与电容器调节电压所需的成本和。
14、节点用电量是节点功率耗电量与节点风电出力和光伏出力注入功率的差。
15、
16、式(3)中节点功率耗电量pi,t,load、光伏出力pi,t,wt和风电出力pi,t,pv采用区间形式进行不确定性描述。分别是在t时段第i个节点的预测值。δpi,t,load、δpi,t,wt、δpi,t,pv分别是在t时段实际功率和预测功率的偏差。分别为节点功率耗电量在t时段实际功率与预测功率偏差的最小、最大值；分别为风电在t时段实际功率与预测功率偏差的最小、最大值；分别为光电在t时段实际功率与预测功率偏差的最小、最大值。基于配电网节点功率平衡，需调功率pi,t,adj可表示为节点功率耗电量与节点风电出力和光伏出力注入功率的预测差值，分别为pi,t,adj的上下限。
17、为利用工程博弈的思想，对min-max鲁棒优化问题进行求解，可以得到在不确定量的波动范围内找到用户侧用电最恶劣情形时的各节点不同时段下需调功率pi,t,adj的最优值。
18、作为进一步的改进方案，所述用户侧灵活资源调压需求响应分析算法，为应对用户侧各节点其主观因素(包括用户用电习惯、用户消费观念、用户经济水平等)、客观因素(地理因素、经济因素、政策因素等)差异，无法直接通过鲁棒优化结果需调功率得到激励信号实现精确调压，对用户侧节点采用模糊c均值聚类方法，以用户侧各节点不同时段下各资源响应参数构建向量空间，通过距离计算所有节点对所有类中心的隶属度并实现样本聚类，得到需求响应积极度集群。在电压调节过程中，结合集群响应积极度发送激励响应信号，从而确保鲁棒优化模型结果有效性。
19、作为进一步的改进方案，所述模糊c均值聚类方法主要步骤有：
20、①确定调压需求响应资源的样本向量描述，如考虑各个用户节点灵活资源的不同时段下降功率、升功率、无功出力、出力能力、响应速度、响应时间建立向量表现形式x＝(cup,cdown,crac,cab,cs,ct)。建立电网运行场景集的特征样本为x＝{xi,t|i＝1,2,3,4...m；t＝1,2,3...n}，xi,t为第i个节点第t个时段下的资源向量；聚类中心v＝{vi,t|i＝1,2,3,4...c；t＝1,2,3...n}，vi,t第t个时段下的第i个聚类中心；确定误差阈值。
21、②初始化隶属度矩阵。在确定n个时段，m个节点响应资源分类数为c的情况下，建立阶数为m*c的隶属度矩阵ut＝[uij]。ut表示当前是第t个时段的矩阵，uij表示在t时段下样本xi,t属于vj,t类的隶属度。
22、③根据模糊c均值聚类算法得到目标函数
23、
24、式(4)中dijt表示在t时段下第i个节点到第j个聚类中心的距离。
25、
26、
27、
28、更新聚类中心vi以及隶属度矩阵。
29、④重复步骤3，迭代聚类中心vj,t以及隶属度矩阵直到隶属度矩阵和前一次的差值小于误差阈值，从而实现样本聚类。
30、作为进一步的改进方案，根据各样本聚类中心，以响应积极度为基准，引入各集群激励系数ke,t,ke,t表示第e个聚类中心第t个时段的激励参数，ke,t是基于该集群平均灵活资源的不同时段下降功率、升功率、无功出力、出力能力、响应速度、响应时间的函数。对需调功率pi,t,adj对应的节点结合对应的集群ke,t，相应的该节点激励信号就可以该节点需调功率pi,t,adj与该节点隶属集群的激励系数ke,t的乘积。再将该激励信号发送到该节点，以此最大程度避免各节点主客观因素本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，步骤S10中，基于用户需求响应资源数据样本，根据工程博弈论思想分析有功和无功调节量、将配电网需求响应成本作为目标函数，以用户需求响应不确定性、电网资源不确定性为约束条件，构建min-max鲁棒优化问题，通过对模型优化问题的求解来最小化需求响应不确定性对系统的不利影响。
3.根据权利要求2所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，根据需求响应不确定性建模及对模型的鲁棒优化和求解，该问题为一类带约束的min-max优化问题，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，步骤S20中，对用户侧节点采用模糊C均值聚类方法，以用户侧各节点不同时段下各资源响应参数构建向量空间，通过距离计算所有节点对所有类中心的隶属度并实现样本聚类，得到需求响应积极度集群；在电压调节过程中，结合集群响应积极度发送激励响应信号
5.根据权利要求4所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，采用的模糊C均值聚类方法包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，根据各样本聚类中心，以响应积极度为基准，引入各集群激励系数ke,t,ke,t表示第e个聚类中心第t个时段的激励参数，ke,t是基于该集群平均灵活资源的不同时段下降功率、升功率、无功出力、出力能力、响应速度、响应时间的函数；对需调功率Pi,t,adj对应的节点结合对应的集群ke,t，相应的该节点激励信号就可以该节点需调功率Pi,t,adj与该节点隶属集群的激励系数ke,t的乘积；再将该激励信号发送到该节点，以此最大程度避免各节点主客观因素的影响，确保鲁棒优化模型结果有效性。
...【技术特征摘要】
1.一种基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，步骤s10中，基于用户需求响应资源数据样本，根据工程博弈论思想分析有功和无功调节量、将配电网需求响应成本作为目标函数，以用户需求响应不确定性、电网资源不确定性为约束条件，构建min-max鲁棒优化问题，通过对模型优化问题的求解来最小化需求响应不确定性对系统的不利影响。
3.根据权利要求2所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，根据需求响应不确定性建模及对模型的鲁棒优化和求解，该问题为一类带约束的min-max优化问题，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于网-荷博弈的灵活资源调压需求响应鲁棒优化方法，其特征在于，步骤s20中，对用户侧节点采用模糊c均值聚类方法，以用户侧各节点不同时段下各资源响应参数构建向量空间，通过距离...
【专利技术属性】
技术研发人员：余德锋，谢强强，黄逸杰，沈王之，秦晋，蔡林杰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学温州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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