CN112769158B - 一种考虑vsc和储能快速控制的交直流系统机组组合方法 - Google Patents

一种考虑vsc和储能快速控制的交直流系统机组组合方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法，该方法构建了考虑VSC快速控制以及储能无功支撑能力的交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型，并考虑到所提模型求解规模过大、直接使用求解器求解会出现计算速度过慢、难以收敛等问题，因此针对所提模型提出了基于双线性Benders分解算法的快速求解方法，不仅能降低求解规模，而且能提高求解速度。该方法可充分利用储能系统、柔性负荷、连接交流子系统和直流子系统的VSC的快速调节能力，能够避免故障后短期运行阶段出现支路过载和节点电压越限问题，并确保系统功率平衡能够以一定置信水平得以满足。

Description

一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化领域，特别涉及一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法。
背景技术
风能作为一种清洁型的可再生能源，其分布范围广、总量规模大，逐渐成为绿色能源中发展极为迅速的一种。基于全控型器件的电压源型换流器高压直流输电(Voltagesource converter high voltage direct current,VSC-HVDC)技术，具有能够实现对所传输的有功功率和无功功率进行独立控制的能力，非常适合于近海岸风电场的并网发电场景，相关内容可参考文献[1]。未来，越来越多的海上风电场将通过VSC-HVDC系统接入近海岸主网。
海上风电不同于传统能源，它具有间歇性、波动性、随机性等特点，相关内容可参考文献[2]-[3]；于此同时，文献[4]指出海上风电的规模化并网会对电力系统的优化调度和安全稳定运行带来了极大的挑战。在实际运行中，常规火电机组具有较大的惯性，难以快速响应调度指令和动作(尤其在发生故障后的初期阶段)。与此同时，文献[5]指出当系统处在常规火电机组不能快速响应和动作的故障后初期阶段，有可能出现支路功率越限和节点电压越限的情况。若不及时对上述安全问题进行处理，很有可能引发危害程度更大的连锁故障。因此，在制定日前调度计划时，不仅需要考虑不确定性因素(如海上风电出力与节点负荷的不确定性)，而且需要充分考虑故障后初期阶段的短时运行安全问题。
为了同时考虑不确定性因素以及N-1故障的影响，电网常常会预留一定的备用容量以保障稳定运行，相关内容可参考文献[6]。与此同时，文献[7]中指出由于常规火电机组爬坡能力、支路传输容量等因素的限制，仅仅简单考虑备用容量会造成系统运行不安全。为了考虑不确定性对电网运行的影响，目前机组组合的建模方法主要包括文献[8]提出的随机优化、文献[9]提出的鲁棒优化、文献[10]提出的区间优化以及文献[11]提出的机会约束优化等。其中，机会约束优化以一定的置信水平约束系统运行方式，可实现电网运行安全性与经济性的平衡。然而，随机变量的概率分布往往没有显性表达式，使得机会约束问题求解难度很大。为解决这一问题，文献[12]中提出一种可行的求解方法是采样平均近似算法，根据随机输入变量的概率分布曲线，通过蒙特卡洛采样法生成不同场景，并引入0-1整数变量表征场景的可行性以确定机会约束是否得到满足。与此同时，考虑到常规火电机组具有较大的惯性，难以快速响应调度指令和动作，而故障发生初期阶段又可能出现支路潮流越限和节点电压越限的情况，文献[13]-[15]将故障后的电网状态划分成短期运行子阶段和长期运行子阶段：在短期运行子阶段中，系统通过快速调控装置确保短时运行安全；在长期运行子阶段中，利用快速性和非快速性的调控装置确保长时间运行安全。
上述研究均未同时考虑系统不确定性因素的影响以及常规火电机组不能快速响应调度指令的问题。
发明内容
本发明提出一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法，该方法充分利用VSC、储能系统(BSS)以及柔性负荷的快速调节能力，能够有效避免交直流系统在故障后初期阶段出现安全问题(支路过载和电压越限)，并确保系统功率平衡能够以一定置信水平得以满足。与此同时，本发明可以充分发挥BSS和VSC的无功支撑能力以确保交直流电力系统具有良好的电压分布。本发明所指VSC为连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。以下所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法，包括：
首先，构建面向交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型，所述模型以运行经济性为目标，同时分两阶段设置约束条件：第一阶段约束条件为考虑海上风电出力与负荷的预测值的约束条件；第二阶段约束条件为考虑海上风电出力与负荷的不确定性的约束条件，分为正常运行子阶段约束条件、故障后短期运行子阶段约束条件、故障后长期运行子阶段约束条件，所述故障指N-1故障；
接着，对交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型进行近似处理，得到近似后的混合整数随机优化模型；
最后，采用双线性Benders算法求解所述近似后的混合整数随机优化模型，获得机组组合方案。
进一步地，面向交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型的目标函数如下：
Figure GDA0002979689840000021
其中，
Figure GDA0002979689840000022
和
Figure GDA0002979689840000023
分别为火电机组g上调有功和下调有功的单位成本；
Figure GDA0002979689840000024
和
Figure GDA0002979689840000025
分别为火电机组g的开机成本和停机成本；
Figure GDA0002979689840000026
为火电机组g的单位燃料成本；Cbss,t为储能系统的单位充放电成本；Cload_res,t为柔性负荷的单位备用成本；
Figure GDA0002979689840000027
为反映第一阶段火电机组g从时段t-1的停机状态变为时段t的开机状态的二进制变量，
Figure GDA0002979689840000031
为反映第一阶段火电机组g从时段t-1的开机状态变为时段t的停机状态的二进制变量；
Figure GDA0002979689840000032
和
Figure GDA0002979689840000033
分别为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的上调备用量和下调备用量；
Figure GDA0002979689840000034
为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的有功；
Figure GDA0002979689840000035
和
Figure GDA0002979689840000036
分别为在时段t第一阶段所确定的柔性负荷l的上调备用量和下调备用量；
Figure GDA0002979689840000037
和
Figure GDA0002979689840000038
分别为在时段t第一阶段储能系统b的充电功率和放电功率；Ωgen,i、Ωbss,i和
Figure GDA0002979689840000039
分别表示交流子系统中与节点i相连的火电机组集合、储能系统集合以及柔性负荷集合，NT为调度周期内的时段集合，
Figure GDA00029796898400000310
为交流子系统的节点集合。
进一步地，所述第一阶段约束条件包括：第一阶段的交直流系统潮流平衡约束、第一阶段的支路传输功率约束、第一阶段的VSC功率约束与下垂控制约束、第一阶段的储能系统运行约束、第一阶段的火电机组运行约束、第一阶段的柔性负荷备用约束以及第一阶段的节点电压约束；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
进一步地，第二阶段的正常运行子阶段约束条件包括：第二阶段的正常运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束、第二阶段的正常运行子阶段的直流子系统功率平衡约束、第二阶段的正常运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束、第二阶段的正常运行子阶段的火电机组有功调整约束与无功约束、第二阶段的正常运行子阶段的支路传输功率约束以及第二阶段的正常运行子阶段的节点电压约束；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
进一步地，第二阶段的故障后短期运行子阶段约束条件包括：
1)第二阶段的故障后短期运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束
Figure GDA00029796898400000311
其中，对于时段t，假定N-1故障发生时刻为时段t的结束时刻；
Figure GDA00029796898400000312
为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的有功；对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400000313
和
Figure GDA00029796898400000314
分别为第v个VSC注入交流子系统的有功和无功，
Figure GDA00029796898400000315
和
Figure GDA00029796898400000316
分别为储能系统b注入的有功和无功，
Figure GDA00029796898400000317
为火电机组g输出的无功功率，
Figure GDA00029796898400000318
和
Figure GDA00029796898400000319
分别为交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功功率和无功功率，
Figure GDA00029796898400000320
为以随机变量表示的节点i的有功负荷；对于时段t，
Figure GDA00029796898400000321
为以随机变量表示的故障前节点i的无功负荷；α为根据实际运行情况人为设定的置信水平；Pr[]表示约束方程成立的概率；Ωac,i表示交流子系统中与节点i相连的交流节点集合；
2)第二阶段的故障后短期运行子阶段的直流子系统功率平衡约束
Figure GDA0002979689840000041
其中，对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure GDA0002979689840000042
为第v个VSC向直流子系统吸收的有功，
Figure GDA0002979689840000043
为直流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功功率；
Figure GDA0002979689840000044
为以随机变量表示的第w个风电机组在时段t注入到直流子系统的有功功率；Ωwg,i、Ωconv,i和Ωdc,i分别表示直流子系统中与节点i相连的海上风电场集合、VSC集合以及直流节点集合；所述VSC指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
3)第二阶段的故障后短期运行子阶段的支路传输功率约束
Figure GDA0002979689840000045
Figure GDA0002979689840000046
Figure GDA0002979689840000047
Figure GDA0002979689840000048
Figure GDA00029796898400000427
其中，对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure GDA0002979689840000049
和
Figure GDA00029796898400000410
分别为交流子系统中节点i的电压值和电压相角，
Figure GDA00029796898400000411
为直流子系统节点i的电压值，
Figure GDA00029796898400000412
和
Figure GDA00029796898400000413
分别为交流子系统支路ij的电导和电纳，
Figure GDA00029796898400000414
为直流子系统支路ij的电导；
Figure GDA00029796898400000415
为交流子系统支路ij在正常运行状态下的视在功率上限；
Figure GDA00029796898400000416
为直流子系统支路ij在正常运行状态下的有功功率上限；
Figure GDA00029796898400000417
为交流子系统支路ij的短期过载能力系数，
Figure GDA00029796898400000418
分别为直流子系统支路ij的短期过载能力系数；
4)第二阶段的故障后短期运行子阶段的火电机组无功约束
Figure GDA00029796898400000419
其中，
Figure GDA00029796898400000420
为在t时段第一阶段所确定的火电机组g的二进制状态变量，
Figure GDA00029796898400000421
说明在t时段第一阶段的火电机组g已处于停机状态，
Figure GDA00029796898400000422
说明在t时段第一阶段的火电机组g已处于开机状态；
Figure GDA00029796898400000423
与
Figure GDA00029796898400000424
分别为火电机组g的无功出力上限和下限；
5)第二阶段的故障后短期运行子阶段的柔性负荷功率调节约束
Figure GDA00029796898400000425
Figure GDA00029796898400000426
其中，对于时段t的第二阶段而言，
Figure GDA0002979689840000051
为柔性负荷l在故障后的短期运行子阶段中的功率变化量，
Figure GDA0002979689840000052
为以随机变量表示的故障前节点i的有功负荷；
Figure GDA0002979689840000053
和
Figure GDA0002979689840000054
分别为在时段t第一阶段所确定的柔性负荷l的上调备用量和下调备用量；
6)第二阶段的故障后短期运行子阶段的储能系统运行约束
Figure GDA0002979689840000055
Figure GDA0002979689840000056
Figure GDA0002979689840000057
Figure GDA0002979689840000058
Figure GDA0002979689840000059
Figure GDA00029796898400000510
Figure GDA00029796898400000511
其中，对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400000512
Figure GDA00029796898400000513
以及
Figure GDA00029796898400000514
分别为储能系统b的紧急充电功率、紧急放电功率、紧急有功注入功率、紧急无功注入功率、紧急放电状态以及紧急充电状态，
Figure GDA00029796898400000515
为储能系统b在故障后短期运行子阶段结束时刻储存的能量；
Figure GDA00029796898400000516
为储能系统b在时段t结束时刻储存的能量；τ1为火电机组响应调度指令的时间；τ2为火电机组的机组爬坡时间；
7)第二阶段的故障后短期运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束
Figure GDA00029796898400000517
Figure GDA00029796898400000518
Figure GDA00029796898400000519
Figure GDA00029796898400000520
Figure GDA00029796898400000521
Figure GDA00029796898400000522
其中，换流站中的电抗器和变压器被等效为一条支路，
Figure GDA00029796898400000523
和
Figure GDA00029796898400000524
分别为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的电导和电纳；
Figure GDA00029796898400000525
为第v个VSC的视在功率上限；对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400000526
和
Figure GDA00029796898400000527
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路的首端电压和末端电压，
Figure GDA00029796898400000528
和
Figure GDA00029796898400000529
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路的首端电压相角和末端电压相角，
Figure GDA00029796898400000530
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400000531
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压，
Figure GDA00029796898400000532
为第v个VSC向直流子系统吸收的无功；
Figure GDA00029796898400000533
和
Figure GDA00029796898400000534
分别为第v个VSC的下垂控制的参考电压和参考功率；
Figure GDA00029796898400000535
和
Figure GDA00029796898400000536
分别为第v个VSC的下垂控制系数的下限和上限；
第二阶段的故障后短期运行子阶段的节点电压约束
Figure GDA0002979689840000061
Figure GDA0002979689840000062
其中，
Figure GDA0002979689840000063
和
Figure GDA0002979689840000064
分别为交流子系统节点i的电压下限和上限；
Figure GDA0002979689840000065
和
Figure GDA0002979689840000066
分别为直流子系统节点i的电压下限和上限。
进一步地，第二阶段的故障长期运行子阶段约束条件包括：第二阶段的故障后长期运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的直流子系统功率平衡约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的支路传输功率约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的柔性负荷功率调节约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的火电机组有功调整约束与无功约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束以及第二阶段的故障后长期运行子阶段的节点电压约束；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
进一步地，所述对交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型进行近似处理，具体如下：
1)利用McCormick松弛法对VSC下垂控制中的
Figure GDA0002979689840000067
进行近似替代：
首先用
Figure GDA0002979689840000068
替代
Figure GDA0002979689840000069
并设置如下相关的约束：
Figure GDA00029796898400000610
Figure GDA00029796898400000611
Figure GDA00029796898400000612
Figure GDA00029796898400000613
其中，
Figure GDA00029796898400000614
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400000615
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压值；
Figure GDA00029796898400000616
和
Figure GDA00029796898400000617
分别表示与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压上限和下限；
Figure GDA00029796898400000618
和
Figure GDA00029796898400000619
分别表示第v个VSC的下垂控制系数的上限和下限；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
2)利用六边形松弛法将VSC视在功率约束、储能系统视在功率约束、交流子系统支路视在功率约束进行如下近似：
Figure GDA00029796898400000620
Figure GDA00029796898400000621
Figure GDA00029796898400000622
在对VSC视在功率约束进行近似时，通过VSC注入到交流子系统的有功功率和无功功率分别可视为A和B，VSC的视在功率上限视为C；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
在对储能系统视在功率约束进行近似时，储能系统注入交流子系统的有功功率和无功功率分别可视为A和B，储能系统的视在功率上限视为C；
在对交流子系统支路视在功率约束进行近似时，交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功分别可视为A和B，交流子系统支路ij的视在功率上限视为C；
所述VSC指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
进一步地，所述采用双线性Benders算法求解近似后的混合整数随机优化模型的过程如下：
步骤一：建立基于自回归滑动平均模型的风电和节点负荷预测模型，并利用风电和节点负荷预测模型计算调度周期内各时段风电和负荷功率的预测值；
步骤二：根据风电和各节点负荷的预测误差概率分布，通过蒙特卡洛抽样生成n个含风电和节点负荷的确定性场景，并利用k-means算法将所述确定性场景进行聚类获取典型场景；
步骤三：初始化迭代次数，w＝1，w表示迭代次数；令场景可行性状态变量
Figure GDA0002979689840000071
步骤四：利用双线性Benders分解算法对近似后的混合整数随机优化模型进行分解，获得主问题和子问题；
步骤五：求解当前主问题，如果该主问题无解，结束求解过程；如果当前主问题有解，则获得第w次迭代的结果，若w＝1，则第w次迭代的结果包括日前调度成本
Figure GDA0002979689840000072
火电机组启停状态
Figure GDA0002979689840000073
火电机组有功出力
Figure GDA0002979689840000074
火电机组有功备用
Figure GDA0002979689840000075
柔性负荷备用
Figure GDA0002979689840000076
储能系统有功出力
Figure GDA0002979689840000077
储能系统无功出力
Figure GDA0002979689840000078
储能系统能量
Figure GDA0002979689840000079
若w>1，则第w次迭代的结果包括日前调度成本
Figure GDA00029796898400000710
火电机组启停状态
Figure GDA00029796898400000711
火电机组有功出力
Figure GDA00029796898400000712
火电机组有功备用
Figure GDA00029796898400000713
柔性负荷备用
Figure GDA00029796898400000714
储能系统有功出力
Figure GDA00029796898400000715
储能系统无功出力
Figure GDA00029796898400000716
储能系统能量
Figure GDA00029796898400000717
以及场景可行性状态变量
Figure GDA00029796898400000718
在获得第w次迭代的结果之后，进入步骤六；
步骤六：将步骤五求解主问题时所获得的结果作为已知量，然后对所有
Figure GDA00029796898400000719
的典型场景进行第二阶段中正常运行子阶段的可行性检验，判断是否存在支路过载、电压越限以及功率不平衡概率不符合要求的情况：如果该可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于第二阶段正常运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；当第二阶段中正常运行情况的可行性检验问题的目标函数首次等于0时，将场景可行性状态变量的数值设为步骤五求解主问题时所获得的
Figure GDA00029796898400000720
并在接下来的迭代过程不再发生变化，并转入步骤七；
步骤七：将步骤五求解主问题时所获得的结果作为已知量，对所有
Figure GDA0002979689840000081
的典型场景的第二阶段故障短期运行子阶段和故障后长期运行子阶段进行可行性检验，判断是否存在支路过载、电压越限以及功率不平衡概率不符合要求的情况；如果故障后短期运行子阶段的可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于故障后短期运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；如果故障后长期运行子阶段的可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于故障后长期运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；如果不存在不可行割，则本次迭代过程中获得的结果为最终的机组组合方案。
有益效果
本发明技术方案提出一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法，该方法建立了考虑VSC快速控制与储能无功支撑能力的交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型，并考虑到所提模型求解规模过大、直接使用求解器求解会出现计算速度过慢、难以收敛等问题，针对所提模型建立了基于双线性Benders分解算法的快速求解方法，不仅能降低求解规模，而且能提高求解速度。本发明技术方案可充分利用VSC、储能系统以及柔性负荷的快速调节能力，能够避免故障后短期运行阶段出现的安全问题(支路过载和节点电压越限)，并确保系统功率平衡能够以一定置信水平得以满足。与此同时，本发明所述方案将BSS和VSC的无功支撑能力纳入优化调度中，可以改善系统故障前和故障后的电压分布情况。
附图说明
图1为本发明实例所述方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的说明。
一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法，包括：
构建面向交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型，所述模型以运行经济性为目标，同时分两阶段设置约束条件：第一阶段约束条件为考虑海上风电出力与负荷的预测值的约束条件；第二阶段分为正常运行子阶段、故障后短期运行子阶段、故障后长期运行子阶段，该阶段考虑海上风电出力与负荷的不确定性，所述故障均指N-1故障；
对交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型进行近似处理，得到近似后的混合整数随机优化模型；然后采用双线性Benders算法求解所述近似后的混合整数随机优化模型，获得机组组合方案。
分阶段的基本原则主要包括以下几个方面：
1)因为海上风电的风速和电网负荷具有一定的随机性，难以精准的预测，所以日前调度计划的制定需要考虑不确定性带来的影响，因此利用文献[10]中的两阶段机会约束方法对日前优化调度问题进行建模，即：分成不考虑随机性的第一阶段问题和考虑随机性的第二阶段问题，对应的约束条件也分两阶段设置；
2)在考虑随机性的第二阶段问题进一步考虑N-1故障的影响。由于常规火电机组具有较大的惯性，不具备快速响应调度指令的能力，因此将故障后运行阶段分成故障后短期运行子阶段和故障后长期运行子阶段，这两个子阶段过程划分的依据就是常规火电机组的调度指令响应时间与机组爬坡时间，而常规火电机组响应调度指令的时间以及机组爬坡时间均需根据机组运行的实际情况进行设置，并无统一的调度指令响应时间以及机组爬坡时间，这一点已经在文献[13-15]中指出。基于以上原因，第二阶段分为正常运行子阶段、故障后短期运行子阶段、故障后长期运行子阶段。为简化分析，对于时段t，假定N-1故障发生时刻为时段t的结束时刻。
考虑到所提模型的变量数目较多，为了更好区分变量，在列写所提模型之前先对同一变量在不同阶段的意义进行说明：1)包含“f”符号的变量说明此变量属于第一阶段；2)包含“sn，ss，sl”符号的变量说明此变量分别属于第二阶段的正常运行子阶段、故障后短期运行子阶段、故障后长期运行子阶段；3)包含“k”符号的变量说明此变量考虑了元件k的N-1故障。由于仅在第二阶段中考虑海上风电出力和负荷的预测误差，故包含“f”符号的第一阶段变量为确定性变量，而包含“sn，ss，sl”符号的第二阶段变量为不确定性变量。
具体如下所示：
A.目标函数
该目标函数考虑的是火电机组成本、储能充放电成本以及柔性负荷备用成本：
Figure GDA0002979689840000091
其中，
Figure GDA0002979689840000092
和
Figure GDA0002979689840000093
分别为火电机组g上调有功和下调有功的单位成本；
Figure GDA0002979689840000094
和
Figure GDA0002979689840000095
分别为火电机组g的开机成本和停机成本；
Figure GDA0002979689840000096
为火电机组g的单位燃料成本；Cbss,t为储能系统的单位充放电成本；Cload_res,t为柔性负荷的单位备用成本；
Figure GDA0002979689840000101
为反映第一阶段火电机组g从时段t-1的停机状态变为时段t的开机状态的二进制变量，
Figure GDA0002979689840000102
为反映第一阶段火电机组g从时段t-1的开机状态变为时段t的停机状态的二进制变量；
Figure GDA0002979689840000103
和
Figure GDA0002979689840000104
分别为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的上调备用量和下调备用量；
Figure GDA0002979689840000105
为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的有功；
Figure GDA0002979689840000106
和
Figure GDA0002979689840000107
分别为在时段t第一阶段所确定的柔性负荷l的上调备用量和下调备用量；
Figure GDA0002979689840000108
和
Figure GDA0002979689840000109
分别为在时段t第一阶段储能系统b的充电功率和放电功率；Ωgen,i、Ωbss,i和
Figure GDA00029796898400001010
分别表示交流子系统中与节点i相连的火电机组集合、储能系统集合以及柔性负荷集合，NT为调度周期内的时段集合，
Figure GDA00029796898400001011
为交流子系统的节点集合。
B.第一阶段约束条件：
第一阶段是在给定的风电和负荷预测值的前提下，确定机组组合方案；与此同时，第一阶段的日前调度需考虑第二阶段正常调控与故障调控的有功备用需求和无功备用需求。第一阶段确定性约束条件主要包括第一阶段的交直流系统潮流平衡约束、第一阶段的支路传输功率约束、第一阶段的VSC功率约束与下垂控制约束、第一阶段的储能系统运行约束、第一阶段的火电机组运行约束、第一阶段的柔性负荷备用约束以及第一阶段的节点电压约束。
1)第一阶段的交直流系统潮流平衡约束约束
Figure GDA00029796898400001012
Figure GDA00029796898400001013
Figure GDA00029796898400001014
其中，对于时段t的第一阶段而言，
Figure GDA00029796898400001015
和
Figure GDA00029796898400001016
分别为交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001017
为与直流子系统中节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功功率，
Figure GDA00029796898400001018
和
Figure GDA00029796898400001019
分别为火电机组g输出的有功与无功，
Figure GDA00029796898400001020
和
Figure GDA00029796898400001021
分别为第v个VSC注入到交流子系统的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001022
和
Figure GDA00029796898400001023
分别为储能系统b注入到交流子系统的有功与无功，
Figure GDA00029796898400001024
和
Figure GDA00029796898400001025
分别表示为节点i的有功负荷和无功负荷的预测值，
Figure GDA00029796898400001026
和
Figure GDA00029796898400001027
为第v个VSC向直流子系统吸收的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001028
为第w个风电机组注入到直流子系统的有功功率的预测值；Ωac,i表示交流子系统中与节点i相连的交流节点集合；Ωdc,i表示直流子系统中与节点i相连的直流节点集合；Ωgen,i、Ωpcc,i和Ωbss,i分别表示交流子系统中与节点i相连的火电机组集合、VSC集合以及储能系统集合；Ωwg,i和Ωconv,i分别表示直流子系统中与节点i相连的海上风电场集合、VSC集合。
2)第一阶段的支路传输功率约束
Figure GDA0002979689840000111
Figure GDA0002979689840000112
Figure GDA0002979689840000113
Figure GDA0002979689840000114
Figure GDA0002979689840000115
其中，
Figure GDA0002979689840000116
和δf,i,t分别为交流子系统中节点i在时段t的电压值和电压相角；
Figure GDA0002979689840000117
和
Figure GDA0002979689840000118
分别为交流子系统支路ij的电导和电纳；
Figure GDA0002979689840000119
为直流子系统支路ij的电导；
Figure GDA00029796898400001110
为在时段t直流子系统节点i的电压值；
Figure GDA00029796898400001111
为交流子系统支路ij在正常运行状态下的视在功率上限；
Figure GDA00029796898400001112
为直流子系统支路ij在正常运行状态下的有功功率上限；。
3)第一阶段的VSC功率约束与下垂控制约束
忽略有功损耗，VSC功率约束如下：
Figure GDA00029796898400001113
Figure GDA00029796898400001114
Figure GDA00029796898400001115
其中，换流站中的电抗器和变压器被等效为一条支路，
Figure GDA00029796898400001116
和
Figure GDA00029796898400001117
分别为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的电导和电纳；
Figure GDA00029796898400001118
为第v个VSC的视在功率上限；对于时段t的第一阶段而言，
Figure GDA00029796898400001119
和
Figure GDA00029796898400001120
分别为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的首端电压和末端电压，δf,v,c,t和δf,v,s,t为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的首端电压相角和末端电压相角；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；。
本方案仅考虑不包含死区的下垂控制策略，其控制策略的通用表达式如下：
Figure GDA00029796898400001121
Figure GDA00029796898400001122
其中，对于时段t的第一阶段而言，
Figure GDA00029796898400001123
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400001124
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压值；
Figure GDA00029796898400001125
和
Figure GDA00029796898400001126
分别为第v个VSC的下垂控制的参考电压和参考功率；
Figure GDA00029796898400001127
和
Figure GDA00029796898400001128
分别为第v个VSC的下垂控制系数的下限和上限；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；。
4)第一阶段的储能系统运行约束
Figure GDA00029796898400001129
Figure GDA0002979689840000121
Figure GDA0002979689840000122
Figure GDA0002979689840000123
Figure GDA0002979689840000124
Figure GDA0002979689840000125
Figure GDA0002979689840000126
Figure GDA0002979689840000127
其中，
Figure GDA0002979689840000128
分别储能系统b储存能量的下限和上限；
Figure GDA0002979689840000129
和
Figure GDA00029796898400001210
分别为储能系统b的充电效率、放电效率；
Figure GDA00029796898400001211
和
Figure GDA00029796898400001212
分别为储能系统b放电功率和充电功率的上限；对于时段t的第一阶段而言，
Figure GDA00029796898400001213
和
Figure GDA00029796898400001214
分别为储能系统b在时段t的充电功率和放电功率；
Figure GDA00029796898400001215
为储能系统b在时段t结束时储存的能量；
Figure GDA00029796898400001216
为储能系统b的视在功率上限；
Figure GDA00029796898400001217
和
Figure GDA00029796898400001218
均为二进制整数变量，它们分别为储能系统b在时段t的充电和放电状态的标志量；
Figure GDA00029796898400001219
和
Figure GDA00029796898400001220
分别为调度周期起始时刻和结束时刻储能系统的能量；调度周期内每个时段的持续时间相同，Td代表每个时段的持续时间。
5)第一阶段的火电机组运行约束
Figure GDA00029796898400001221
Figure GDA00029796898400001222
Figure GDA00029796898400001223
Figure GDA00029796898400001224
Figure GDA00029796898400001225
Figure GDA00029796898400001226
Figure GDA00029796898400001227
Figure GDA00029796898400001228
Figure GDA00029796898400001229
Figure GDA00029796898400001230
Figure GDA0002979689840000131
Figure GDA0002979689840000132
其中，
Figure GDA0002979689840000133
为在t时段第一阶段所确定的火电机组g的二进制状态变量，
Figure GDA0002979689840000134
说明在t时段第一阶段的火电机组g已处于停机状态，
Figure GDA0002979689840000135
说明在t时段第一阶段的火电机组g已处于开机状态；
Figure GDA0002979689840000136
和
Figure GDA0002979689840000137
分别为火电机组g的最小开机和停机时间；
Figure GDA0002979689840000138
和
Figure GDA0002979689840000139
分别为火电机组g的上爬坡速率和下爬坡速率；
Figure GDA00029796898400001310
和
Figure GDA00029796898400001311
分别为火电机组g的有功出力上限和下限；
Figure GDA00029796898400001312
与
Figure GDA00029796898400001313
分别为火电机组g的无功出力上限和下限；
Figure GDA00029796898400001314
和
Figure GDA00029796898400001315
分别为火电机组g的上调备用和下调备用的限值；NTL为调度周期内的时段的总个数。
6)第一阶段的柔性负荷备用约束
Figure GDA00029796898400001316
Figure GDA00029796898400001317
其中，对于时段t的第一阶段而言，
Figure GDA00029796898400001318
为柔性负荷l的上调备用量；
Figure GDA00029796898400001319
为柔性负荷l的下调备用量；
Figure GDA00029796898400001320
为柔性负荷l的上调备用限值；
Figure GDA00029796898400001321
为柔性负荷l的下调备用限值。
7)第一阶段的节点电压约束
Figure GDA00029796898400001322
Figure GDA00029796898400001323
其中，
Figure GDA00029796898400001324
和
Figure GDA00029796898400001325
分别为交流子系统节点i的电压下限和上限；
Figure GDA00029796898400001326
和
Figure GDA00029796898400001327
分别为直流子系统节点i的电压下限和上限。
C.第二阶段约束条件：正常运行子阶段
第二阶段中的正常运行子阶段主要考虑的是通过协调系统中的可调度资源，在确保系统功率平衡能够以一定置信水平得以满足的前提下，改善交直流系统的电压分布情况。此阶段约束条件涉及随机因素，具体如下：
1)第二阶段的正常运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束
Figure GDA00029796898400001328
Figure GDA00029796898400001329
其中，约束(39)是机会约束方程，交流子系统实现功率平衡的概率大于置信度α，α为根据实际运行情况人为设定的置信水平；对于第二阶段的时段t而言，
Figure GDA00029796898400001330
和
Figure GDA00029796898400001331
分别为以随机变量表示的故障前节点i的实际的有功负荷和无功负荷；由于第二阶段考虑了负荷的不确定性，因此
Figure GDA00029796898400001332
和
Figure GDA00029796898400001333
是随机变量；Pr[]表示约束方程成立的概率；对于时段t第二阶段的正常运行子阶段，
Figure GDA0002979689840000141
和
Figure GDA0002979689840000142
分别为第v个VSC注入交流子系统的有功和无功，
Figure GDA0002979689840000143
和
Figure GDA0002979689840000144
分别为火电机组g输出的有功与无功，
Figure GDA0002979689840000145
和
Figure GDA0002979689840000146
分别为交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功；
2)第二阶段的正常运行子阶段的直流子系统功率平衡约束
Figure GDA0002979689840000147
其中，
Figure GDA0002979689840000148
为以随机变量表示的第w个风电机组注入到直流子系统的有功功率的实际值。由于第二阶段考虑了风电出力的不确定性，故
Figure GDA0002979689840000149
是随机变量；对于时段t第二阶段的正常运行子阶段，
Figure GDA00029796898400001410
为第v个VSC向直流子系统吸收的有功，
Figure GDA00029796898400001411
为与节点i相连的直流子系统支路ij向节点i吸收的有功功率；
3)第二阶段的正常运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束
Figure GDA00029796898400001412
Figure GDA00029796898400001413
Figure GDA00029796898400001414
Figure GDA00029796898400001415
Figure GDA00029796898400001416
Figure GDA00029796898400001417
其中，对于时段t第二阶段的正常运行子阶段，
Figure GDA00029796898400001418
和
Figure GDA00029796898400001419
分别为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的首端电压和末端电压，δsn,v,c,t和δsn,v,s,t为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的首端电压相角和末端电压相角，
Figure GDA00029796898400001420
为第v个VSC向直流子系统吸收的无功，
Figure GDA00029796898400001421
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400001422
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
4)第二阶段的正常运行子阶段的火电机组有功调整约束和无功约束
Figure GDA00029796898400001423
Figure GDA00029796898400001424
Figure GDA00029796898400001425
Figure GDA00029796898400001426
其中，
Figure GDA00029796898400001427
为在第二阶段中正常情况火电机组g在时段t的有功调整量。
5)第二阶段的正常运行子阶段的支路传输功率约束
Figure GDA00029796898400001428
Figure GDA0002979689840000151
Figure GDA0002979689840000152
Figure GDA0002979689840000153
Figure GDA0002979689840000154
其中，对于时段t第二阶段的正常运行子阶段，
Figure GDA0002979689840000155
和δsn,i,t分别为交流子系统中节点i在时段t的电压值和电压相角，
Figure GDA0002979689840000156
为直流子系统节点i的电压值；
6)第二阶段的正常运行子阶段的节点电压约束
Figure GDA0002979689840000157
Figure GDA0002979689840000158
D.第二阶段约束条件：故障后短期运行子阶段
第二阶段中的故障后短期运行子阶段不仅需要考虑负荷和风电出力的预测误差，还需要考虑在故障后初期阶段火电机组难以快速响应和动作的问题。本方案在故障后短期运行子阶段中通过调控具有可快速动作的设备(本方案考虑的是VSC、储能系统以及柔性负荷)来避免系统中的支路短时过载和电压越限，并确保系统功率平衡能够以一定置信水平得以满足。该阶段约束条件条件也涉及随机因素，具体如下：
1)第二阶段的故障后短期运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束
Figure GDA0002979689840000159
Figure GDA00029796898400001510
其中，约束(59)表示交流子系统实现功率平衡的概率大于置信度α，α为根据实际运行情况人为设定的置信水平；对于时段t，假定N-1故障发生时刻为时段t的结束时刻；
Figure GDA00029796898400001511
为时段t第一阶段火电机组g的有功输出功率；对于时段t第二阶段的故障后短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001512
和
Figure GDA00029796898400001513
分别为第v个VSC注入交流子系统的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001514
和
Figure GDA00029796898400001515
分别为储能系统b注入的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001516
为火电机组g输出的无功功率，
Figure GDA00029796898400001517
和
Figure GDA00029796898400001518
分别为交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001519
为以随机变量表示的节点i的实际有功负荷值；Pr[]表示约束方程成立的概率。
2)第二阶段的故障后短期运行子阶段的直流子系统功率平衡约束
Figure GDA00029796898400001520
其中，对于时段t第二阶段的故障后短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001521
为第v个VSC向直流子系统吸收的有功，
Figure GDA0002979689840000161
为与节点i相连的直流子系统支路ij向节点i吸收的有功功率；
3)第二阶段的故障后短期运行子阶段的支路传输功率约束
Figure GDA0002979689840000162
Figure GDA0002979689840000163
Figure GDA0002979689840000164
Figure GDA0002979689840000165
Figure GDA0002979689840000166
其中，对于时段t第二阶段的故障后短期运行子阶段而言，
Figure GDA0002979689840000167
和
Figure GDA0002979689840000168
分别为交流子系统中节点i在时段t的电压值和电压相角，
Figure GDA0002979689840000169
为在时段t直流子系统节点i的电压值，
Figure GDA00029796898400001610
和
Figure GDA00029796898400001611
分别为交流子系统支路ij的电导和电纳，
Figure GDA00029796898400001612
为直流子系统支路ij的电导；
Figure GDA00029796898400001613
为交流子系统支路ij短期过载能力系数，
Figure GDA00029796898400001614
分别为直流子系统支路ij短期过载能力系数；
4)第二阶段的故障后短期运行子阶段的火电机组无功约束
Figure GDA00029796898400001615
5)第二阶段的故障后短期运行子阶段的柔性负荷功率调节约束
Figure GDA00029796898400001616
Figure GDA00029796898400001617
其中，对于时段t第二阶段的故障后短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001618
为柔性负荷l的功率变化量；Ωl,i表示为交流子系统中与节点i相连的柔性负荷l；
6)第二阶段的故障后短期运行子阶段的储能系统运行约束
Figure GDA00029796898400001619
Figure GDA00029796898400001620
Figure GDA00029796898400001621
Figure GDA00029796898400001622
Figure GDA00029796898400001623
Figure GDA00029796898400001624
Figure GDA00029796898400001625
其中，对于时段t第二阶段的故障后短期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001626
Figure GDA00029796898400001627
以及
Figure GDA00029796898400001628
分别为储能系统b的紧急充电功率、紧急放电功率、紧急有功注入功率、紧急无功注入功率、紧急放电状态以及紧急充电状态，
Figure GDA0002979689840000171
为储能系统b在故障后短期运行子阶段结束时储存的能量；τ1为火电机组响应调度指令的时间；τ2为火电机组的机组爬坡时间。
7)第二阶段的故障后短期运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束
Figure GDA0002979689840000172
Figure GDA0002979689840000173
Figure GDA0002979689840000174
Figure GDA0002979689840000175
Figure GDA0002979689840000176
Figure GDA0002979689840000177
其中，对于时段t第二阶段的故障后短期运行子阶段而言，
Figure GDA0002979689840000178
和
Figure GDA0002979689840000179
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路首端电压和末端电压，
Figure GDA00029796898400001710
和
Figure GDA00029796898400001711
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路的首端电压相角和末端电压相角，
Figure GDA00029796898400001712
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400001713
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
8)第二阶段的故障后短期运行子阶段的节点电压约束
Figure GDA00029796898400001714
Figure GDA00029796898400001715
E.第二阶段约束条件：故障后长期运行子阶段
在故障后长期运行子阶段中，通过慢速调控设备(常规火电机组)与快速调控设备(VSC和柔性负荷)的共同作用，使得系统进入长时间尺度的安全状态。同样，该阶段约束条件也涉及随机因素，具体如下：
1)第二阶段的故障后长期运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束
Figure GDA00029796898400001716
Figure GDA00029796898400001717
其中，约束(85)表示交流子系统实现功率平衡的概率大于置信度α，α为根据实际运行情况人为设定的置信水平；对于时段t，假定N-1故障发生时刻为时段t的结束时刻；对于时段t第二阶段的故障后长期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001718
和
Figure GDA00029796898400001719
分别为第v个VSC注入交流子系统的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001720
和
Figure GDA00029796898400001721
为火电机组g输出的有功和无功，
Figure GDA00029796898400001722
和
Figure GDA00029796898400001723
分别为交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功，
Figure GDA0002979689840000181
为以随机变量表示的节点i的实际有功负荷值；α为根据实际运行情况所设定的置信水平；Pr[]表示约束方程成立的概率。
2)第二阶段的故障后长期运行子阶段的直流子系统功率平衡约束
Figure GDA0002979689840000182
其中，对于时段t第二阶段的故障后长期运行子阶段而言，
Figure GDA0002979689840000183
为第v个VSC向直流子系统吸收的有功，
Figure GDA0002979689840000184
为与节点i相连的直流子系统支路ij向节点i吸收的有功功率；
3)第二阶段的故障后长期运行子阶段的支路传输功率约束
Figure GDA0002979689840000185
Figure GDA0002979689840000186
Figure GDA0002979689840000187
Figure GDA0002979689840000188
Figure GDA0002979689840000189
其中，对于时段t第二阶段的故障后长期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001810
和
Figure GDA00029796898400001811
分别为交流子系统中节点i在时段t的电压值和电压相角，
Figure GDA00029796898400001812
为在时段t直流子系统节点i的电压值；
4)第二阶段的故障后长期运行子阶段的柔性负荷功率调节约束
Figure GDA00029796898400001813
Figure GDA00029796898400001814
其中，对于时段t第二阶段的故障后长期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001815
为柔性负荷l的功率变化量。
5)第二阶段的故障后长期运行子阶段的火电机组有功调整约束和无功约束
Figure GDA00029796898400001816
Figure GDA00029796898400001817
Figure GDA00029796898400001818
Figure GDA00029796898400001819
其中，对于时段t第二阶段的故障后长期运行子阶段而言，
Figure GDA00029796898400001820
为火电机组g在时段t的有功调整量。
6)第二阶段的故障后长期运行子阶段的VSC的运行功率约束与下垂控制约束
Figure GDA0002979689840000191
Figure GDA0002979689840000192
Figure GDA0002979689840000193
Figure GDA0002979689840000194
Figure GDA0002979689840000195
Figure GDA0002979689840000196
其中，对于时段t第二阶段的故障后长期运行子阶段而言，
Figure GDA0002979689840000197
和
Figure GDA0002979689840000198
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路首端电压和末端电压，
Figure GDA0002979689840000199
和
Figure GDA00029796898400001910
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路的首端电压相角和末端电压相角，
Figure GDA00029796898400001911
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400001912
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
7)第二阶段的故障后长期运行子阶段的节点电压约束
Figure GDA00029796898400001913
Figure GDA00029796898400001914
上述约束方程中，VSC下垂控制约束参考了文献[13]，VSC功率约束参考了文献[16]，支路传输功率约束参考了文献[17]-[18]，常规火电机组建模及其约束参考了文献[11]，柔性负荷备用约束参考了文献[19]-[20]。不同的储能系统建模及其约束参考了文献[14]-[15]以及文献[21]，其中储能系统实际功率已被放电功率和充电功率两个变量替代，且对于所有时段而言，放电功率和充电功率至少有一个等于0。
上述约束方程中包含较多的非线性项和非线性约束(VSC功率约束与下垂控制约束、储能系统运行约束以及支路传输功率约束)，使得所构建的模型为混合整数非线性优化模型，难以高效求解。因此，本方案利用相关的数学处理方法对非线性项和非线性约束进行处理，将原问题近似转化成混合整数线性优化模型，处理过程如下所示：
1)利用文献[22]中的McCormick松弛法对VSC下垂控制中的
Figure GDA00029796898400001915
进行近似替代：
首先用
Figure GDA00029796898400001916
替代
Figure GDA00029796898400001923
并设置如下相关的约束：
Figure GDA00029796898400001917
Figure GDA00029796898400001918
Figure GDA00029796898400001919
Figure GDA00029796898400001920
其中，
Figure GDA00029796898400001921
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure GDA00029796898400001922
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压值；
Figure GDA0002979689840000201
和
Figure GDA0002979689840000202
分别表示与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压下限和上限；
Figure GDA0002979689840000203
和
Figure GDA0002979689840000204
分别表示第v个VSC的下垂控制系数的上限和下限。
2)利用文献[23]中的六边形松弛法对VSC视在功率约束、储能系统视在功率约束、交流子系统支路视在功率约束进行线性近似：
Figure GDA0002979689840000205
Figure GDA0002979689840000206
Figure GDA0002979689840000207
在对VSC视在功率约束进行近似时，通过VSC注入到交流子系统的有功功率和无功功率分别可视为A和B，VSC的视在功率上限视为C；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
在对储能系统视在功率约束进行近似时，储能系统注入交流子系统的有功功率和无功功率分别可视为A和B，储能系统的视在功率上限视为C；
在对交流子系统支路视在功率约束进行近似时，交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功分别可视为A和B，交流子系统支路ij的视在功率上限视为C；
所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
以VSC视在功率约束进行近似为例进行说明。
当采用(111)-(113)近似VSC视在功率约束时，可得如下替代VSC视在功率约束的线性方程组：
Figure GDA0002979689840000208
Figure GDA0002979689840000209
Figure GDA00029796898400002010
其中
Figure GDA00029796898400002011
表示第v个VSC向直流子系统吸收的有功功率；
Figure GDA00029796898400002012
表示第v个VSC向直流子系统吸收的无功功率；
Figure GDA00029796898400002013
表示第v个VSC视在功率的上限。
本方案提到的第二阶段中包含3个机会约束，均需通过场景法将不确定性约束转化成确定性约束。以第二阶段中正常运行情况的交流子系统功率平衡机会约束(39)为例进行相关说明。首先通过自回归滑动平均模型(ARMA)作为预测模型计算调度周期内各时段风电和负荷功率的预测值；其次，根据风电和各节点负荷的预测误差的概率分布，进行蒙特卡洛随机抽样，生成n个含风电和各节点负荷的确定性场景；进一步，通过K-mean聚类法提取出Ns个典型场景，并获得各典型场景的概率πs。通过场景法的处理后，第二阶段中的
Figure GDA00029796898400002014
与
Figure GDA00029796898400002015
可以用每个场景中的
Figure GDA00029796898400002016
和
Figure GDA00029796898400002017
进行替代，并且第二阶段中相关变量也转变成与场景直接关联的变量。在上述的基础上，机会约束(39)可转化成以下确定性约束：
Figure GDA0002979689840000211
Figure GDA0002979689840000212
其中Zs为关于场景可行性的二进制标志位，当Zs＝1时，则不考虑该场景s的交流子系统功率平衡方程；否则场景s的交流子系统功率平衡方程需要满足。将采用上述处理后的模型标记为模型S1。值得注意的是，虽然可进一步根据McCormick松弛法对约束(117)中的双线性项线性近似，但如果将第二阶段中的3个子阶段问题通过场景法放在同一个模型中，并用求解器进行直接求解，则会出现问题规模太大，使得求解速度太慢(该问题在大规模算例中尤为显著)。
基于上述的分析，本方案提出采用双线性Benders算法(参考文献[10])对上述处理后的模型S1进行快速求解。Benders分解算法一般是将问题分解成主问题和子问题两个部分，并通过主问题和子问题之间的交替迭代来寻找最优解。对于本方案采用的模型S1而言，目标函数和第一阶段约束构成Benders主问题，第二阶段中每个场景下的三个子阶段约束的可行性检验问题[包括正常运行状态子阶段、故障后短期运行子阶段以及故障后长期运行子阶段]构成Benders子问题，以此构建模型S1的双线性Benders算法求解框架。由于主问题考虑的是日前调度成本，所以一旦主问题得到的解能够满足每个场景下第二阶段的全部子问题约束，即所得解为最终解；若所得到的解不满足条件，就返回该次迭代的相应割到主问题。因此，相对于传统Benders分解算法而言，该求解框架并不需要返回可行割，能够达到加速迭代求解过程。此外，该求解框架中每个场景下第二阶段的子阶段可行性问题可以独立检验，而且主问题和子问题是分开求解，并不需要进行统一求解，所以问题的求解规模得到大幅度降低。
具体的求解迭代过程如下所示：
1)主问题
对于第w次迭代，其主问题目标函数依然为(1)，相关的约束包括上述的第一阶段约束、约束(118)、第二阶段不可行时返回的不可行割(119)。若为第一次迭代，则主问题目标函数依然为(1)，相关的约束包括上述的第一阶段约束、约束(118)。需要特别注意的是不可行割(119)代表的是第二阶段中的子阶段问题不可行时返回的不可行割的统一表达式。考虑到第二阶段中三个子阶段问题(正常运行状态子阶段、故障后短期运行子阶段以及故障后长期运行子阶段)之间具有相似的表达形式，所以通过符号“△”来统一表示第二阶段的三个子阶段问题。
Figure GDA0002979689840000221
Figure GDA0002979689840000222
代表的是第τ次(τ≤w-1)迭代过程中场景s下的第二阶段子阶段问题的目标函数值；
Figure GDA0002979689840000223
以及
Figure GDA0002979689840000224
为在第τ次时求解主问题所得的结果；
Figure GDA0002979689840000225
以及
Figure GDA0002979689840000226
分别为在第τ次迭代过程中场景s中第二阶段的子阶段问题中约束(127)-(135)的对偶变量。很显然，对约束(119)进行展开后，会发现展开式中存在如下双线性项
Figure GDA0002979689840000227
Figure GDA0002979689840000228
Figure GDA0002979689840000229
同样通过McCormick松弛法对这些双线性项进行松弛，松弛后约束(119)转变成(120)，并且还要对每个双线性项补充类似约束(107)-(110)相关的方程，由于补充的约束与(107)-(110)较为类似，故不在赘述。
Figure GDA0002979689840000231
通过上述的线性化处理后，主问题已经变成混合整数线性化模型，可以直接利用求解器求解。通过求解主问题以后，可以得到第w次迭代后的解
Figure GDA0002979689840000232
Figure GDA0002979689840000233
然后将所得的解作为可行性校验子问题的已知量。
2)子问题
子问题只需要对主问题所求结果进行可行性验证，一旦子问题通过可行性验证，则主问题求得的解即为模型S1的最终解。第二阶段中每个场景均包含三个不同的子问题，所以在采用的Benders求解框架中每个场景按照不同的运行情况将划分成三个不同的子问题。在同一个场景下这三个子问题的表达形式非常相似，所以仍然用“△”来代表第二阶段中三个不同的子阶段。为了避免在对子问题的可行性检验过程中出现无解的情况，本发明添加非负松弛变量
Figure GDA0002979689840000234
Figure GDA0002979689840000235
对交流有功平衡约束、支路传输功率约束以及交直流系统的电压约束进行松弛[松弛后的约束如式(122)-(126)所示]，并构造相应的目标函数(121)。因此，在第w次迭代过程中场景s下的三个子问题除了包含目标函数(121)、约束(122)-(126)以及变量的传递约束(127)-(135)之外，还分别包含上述已经提到过的第二阶段的正常运行状态子阶段、故障后短期运行子阶段以及故障后长期运行子阶段的约束方程(注意：三个子阶段中的VSC下垂控制约束中的双线性项、VSC视在功率约束、储能系统视在功率约束以及交流子系统支路视在功率约束均需利用McCormick松弛法或六边形松弛法进行线性近似处理，在此不再进行赘述)。
Figure GDA0002979689840000241
Figure GDA0002979689840000242
Figure GDA0002979689840000243
Figure GDA0002979689840000244
Figure GDA0002979689840000245
Figure GDA0002979689840000246
Figure GDA0002979689840000247
Figure GDA0002979689840000248
Figure GDA0002979689840000249
Figure GDA00029796898400002410
Figure GDA00029796898400002411
Figure GDA00029796898400002412
Figure GDA00029796898400002413
Figure GDA00029796898400002414
Figure GDA00029796898400002415
其中，对于第w次迭代过程中场景s的第二阶段的子阶段，
Figure GDA0002979689840000251
表示交流子系统支路ij经过松弛后在时段t的视在功率上限，
Figure GDA0002979689840000252
为直流子系统支路ij经过松弛后在时段t的有功功率上限。在第w次迭代过程中，需用
Figure GDA0002979689840000253
替代原交流子系统支路传输功率约束中的
Figure GDA0002979689840000254
同时还需用
Figure GDA0002979689840000255
替代原直流子系统支路传输功率约束中的
Figure GDA0002979689840000256
所述采用双线性Benders算法求解交直流系统的混合整数随机优化模型的过程如下：
步骤一：建立基于自回归滑动平均模型的风电和节点负荷预测模型，并利用风电和节点负荷预测模型计算调度周期内各时段风电和负荷功率的预测值；
步骤二：根据风电和各节点负荷的预测误差概率分布，通过蒙特卡洛抽样生成n个含风电和节点负荷的确定性场景，并利用k-means算法将所述确定性场景进行聚类获取典型场景；
步骤三：初始化迭代次数，w＝1，w表示迭代次数；令场景可行性状态变量
Figure GDA0002979689840000257
步骤四：利用双线性Benders分解算法对近似后的混合整数随机优化模型进行分解，获得主问题和子问题；
步骤五：求解当前主问题。如果该主问题无解，结束求解过程；如果当前主问题有解，则获得第w次迭代的结果，若w＝1，则第w次迭代的结果包括日前调度成本
Figure GDA0002979689840000258
火电机组启停状态
Figure GDA0002979689840000259
火电机组有功出力
Figure GDA00029796898400002510
火电机组有功备用
Figure GDA00029796898400002511
柔性负荷备用
Figure GDA00029796898400002512
储能系统有功出力
Figure GDA00029796898400002513
储能系统无功出力
Figure GDA00029796898400002514
储能系统能量
Figure GDA00029796898400002515
若w>1，则第w次迭代的结果包括日前调度成本
Figure GDA00029796898400002516
火电机组启停状态
Figure GDA00029796898400002517
火电机组有功出力
Figure GDA00029796898400002518
火电机组有功备用
Figure GDA00029796898400002519
柔性负荷备用
Figure GDA00029796898400002520
储能系统有功出力
Figure GDA00029796898400002521
储能系统无功出力
Figure GDA00029796898400002522
储能系统能量
Figure GDA00029796898400002523
以及场景可行性状态变量
Figure GDA00029796898400002524
在获得第w次迭代的结果之后，进入步骤六；
步骤六：将步骤五求解主问题时所获得的结果作为已知量，然后对所有
Figure GDA00029796898400002525
的典型场景进行第二阶段中正常运行子阶段的可行性检验，判断是否存在支路过载、电压越限以及功率不平衡概率不符合要求的情况：如果该可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于第二阶段正常运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；当第二阶段中正常运行情况的可行性检验问题的目标函数首次等于0时，将场景可行性状态变量的数值设为步骤五求解主问题时所获得的
Figure GDA00029796898400002526
并在接下来的迭代过程不再发生变化，并转入步骤七；
步骤七：将步骤五求解主问题时所获得的结果作为已知量，对所有
Figure GDA00029796898400002527
的典型场景的第二阶段故障短期运行子阶段和故障后长期运行子阶段进行可行性检验，判断是否存在支路过载、电压越限以及功率不平衡概率不符合要求的情况；如果故障后短期运行子阶段的可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于故障后短期运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；如果故障后长期运行子阶段的可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于故障后长期运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；如果不存在不可行割，则本次迭代过程中获得的结果为最终的机组组合方案。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详尽的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。
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Claims (7)

1.一种考虑VSC和储能快速控制的交直流系统机组组合方法，其特征在于，包括：
首先，构建面向交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型，所述模型以运行经济性为目标，同时分两阶段设置约束条件：第一阶段约束条件为考虑海上风电出力与负荷的预测值的约束条件；第二阶段约束条件为考虑海上风电出力与负荷的不确定性的约束条件，分为正常运行子阶段约束条件、故障后短期运行子阶段约束条件、故障后长期运行子阶段约束条件，所述故障指N-1故障；
接着，对交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型进行近似处理，得到近似后的混合整数随机优化模型；
最后，采用双线性Benders算法求解所述近似后的混合整数随机优化模型，获得机组组合方案；
其中，第二阶段的故障后短期运行子阶段约束条件包括：
1)第二阶段的故障后短期运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束
Figure FDA0003797235190000011
Figure FDA0003797235190000012
其中，对于时段t，假定N-1故障发生时刻为时段t的结束时刻；
Figure FDA0003797235190000013
为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的有功；对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure FDA0003797235190000014
和
Figure FDA0003797235190000015
分别为第v个VSC注入交流子系统的有功和无功，
Figure FDA0003797235190000016
和
Figure FDA0003797235190000017
分别为储能系统b注入的有功和无功，
Figure FDA0003797235190000018
为火电机组g输出的无功功率，
Figure FDA0003797235190000019
和
Figure FDA00037972351900000110
分别为交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功功率和无功功率，
Figure FDA00037972351900000111
为以随机变量表示的节点i的有功负荷；对于时段t，
Figure FDA00037972351900000112
为以随机变量表示的故障前节点i的无功负荷；α为根据实际运行情况人为设定的置信水平；Pr[]表示约束方程成立的概率；Ωac,i表示交流子系统中与节点i相连的交流节点集合；Ωgen,i、Ωpcc,i和Ωbss,i分别表示交流子系统中与节点i相连的火电机组集合、VSC集合和储能系统集合；
2)第二阶段的故障后短期运行子阶段的直流子系统功率平衡约束
Figure FDA00037972351900000113
其中，对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure FDA00037972351900000114
为第v个VSC向直流子系统吸收的有功，
Figure FDA00037972351900000115
为直流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功功率；
Figure FDA00037972351900000116
为以随机变量表示的在时段t第w个风电机组注入到直流子系统的有功功率；Ωwg,i、Ωconv,i和Ωdc,i分别表示直流子系统中与节点i相连的海上风电场集合、VSC集合以及直流节点集合；所述VSC指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
3)第二阶段的故障后短期运行子阶段的支路传输功率约束
Figure FDA0003797235190000021
Figure FDA0003797235190000022
Figure FDA0003797235190000023
Figure FDA0003797235190000024
Figure FDA0003797235190000025
其中，对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure FDA0003797235190000026
和
Figure FDA0003797235190000027
分别为交流子系统中节点i的电压值和电压相角，
Figure FDA0003797235190000028
为直流子系统节点i的电压值，
Figure FDA0003797235190000029
和
Figure FDA00037972351900000210
分别为交流子系统支路ij的电导和电纳，
Figure FDA00037972351900000211
为直流子系统支路ij的电导；
Figure FDA00037972351900000212
为交流子系统支路ij在正常运行状态下的视在功率上限；
Figure FDA00037972351900000213
为直流子系统支路ij在正常运行状态下的有功功率上限；
Figure FDA00037972351900000214
为交流子系统支路ij的短期过载能力系数，
Figure FDA00037972351900000215
分别为直流子系统支路ij的短期过载能力系数；
Figure FDA00037972351900000216
分别为交流子系统中节点j在时段t的电压相角；
4)第二阶段的故障后短期运行子阶段的火电机组无功约束
Figure FDA00037972351900000217
其中，
Figure FDA00037972351900000218
为在t时段第一阶段所确定的火电机组g的二进制状态变量，
Figure FDA00037972351900000219
说明在t时段第一阶段的火电机组g已处于停机状态，
Figure FDA00037972351900000220
说明在t时段第一阶段的火电机组g已处于开机状态；
Figure FDA00037972351900000221
与
Figure FDA00037972351900000222
分别为火电机组g的无功出力上限和下限；
5)第二阶段的故障后短期运行子阶段的柔性负荷功率调节约束
Figure FDA00037972351900000223
Figure FDA00037972351900000224
其中，对于第二阶段的时段t而言，
Figure FDA00037972351900000225
为柔性负荷l在故障后的短期运行子阶段中的功率变化量，
Figure FDA00037972351900000226
为以随机变量表示的故障前节点i的有功负荷；
Figure FDA00037972351900000227
和
Figure FDA00037972351900000228
分别为在时段t第一阶段所确定的柔性负荷l的上调备用量和下调备用量；
Figure FDA00037972351900000229
表示交流子系统中与节点i相连的柔性负荷集合；
6)第二阶段的故障后短期运行子阶段的储能系统运行约束
Figure FDA00037972351900000230
Figure FDA0003797235190000031
Figure FDA0003797235190000032
Figure FDA0003797235190000033
Figure FDA0003797235190000034
Figure FDA0003797235190000035
Figure FDA0003797235190000036
其中，
Figure FDA0003797235190000037
分别储能系统b储存能量的下限和上限；
Figure FDA0003797235190000038
和
Figure FDA0003797235190000039
分别为储能系统b的充电效率、放电效率；
Figure FDA00037972351900000310
和
Figure FDA00037972351900000311
分别为储能系统b放电功率和充电功率的上限；对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure FDA00037972351900000312
以及
Figure FDA00037972351900000313
分别为储能系统b的紧急充电功率、紧急放电功率、紧急有功注入功率、紧急无功注入功率、紧急放电状态以及紧急充电状态，
Figure FDA00037972351900000314
为储能系统b在故障后短期运行子阶段结束时刻储存的能量；
Figure FDA00037972351900000315
为储能系统b在时段t结束时刻储存的能量；τ1为火电机组响应调度指令的时间；τ2为火电机组的机组爬坡时间；
7)第二阶段的故障后短期运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束
Figure FDA00037972351900000316
Figure FDA00037972351900000317
Figure FDA00037972351900000318
Figure FDA00037972351900000319
Figure FDA00037972351900000320
Figure FDA00037972351900000321
其中，换流站中的电抗器和变压器被等效为一条支路，
Figure FDA00037972351900000322
和
Figure FDA00037972351900000323
分别为第v个VSC中的电抗器和变压器等效支路的电导和电纳；
Figure FDA00037972351900000324
为第v个VSC的视在功率上限；对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure FDA00037972351900000325
为第v个VSC向直流子系统吸收的无功，
Figure FDA00037972351900000326
和
Figure FDA00037972351900000327
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路的首端电压和末端电压，
Figure FDA00037972351900000328
和
Figure FDA00037972351900000329
分别为第v个VSC的电抗器和变压器等效支路的首端电压相角和末端电压相角，
Figure FDA00037972351900000330
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure FDA00037972351900000331
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压，
Figure FDA00037972351900000332
为第v个VSC向直流子系统吸收的无功；
Figure FDA00037972351900000333
和
Figure FDA00037972351900000334
分别为第v个VSC的下垂控制的参考电压和参考功率；
Figure FDA00037972351900000335
和
Figure FDA00037972351900000336
分别为第v个VSC的下垂控制系数的下限和上限；
8)第二阶段的故障后短期运行子阶段的节点电压约束
Figure FDA0003797235190000041
Figure FDA0003797235190000042
其中，
Figure FDA0003797235190000043
和
Figure FDA0003797235190000044
分别为交流子系统节点i的电压下限和上限；
Figure FDA0003797235190000045
和
Figure FDA0003797235190000046
分别为直流子系统节点i的电压下限和上限；对于时段t第二阶段故障后的短期运行子阶段而言，
Figure FDA0003797235190000047
为交流子系统节点i的电压，
Figure FDA0003797235190000048
为直流子系统节点i的电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，面向交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型的目标函数如下：
Figure FDA0003797235190000049
其中，
Figure FDA00037972351900000410
和
Figure FDA00037972351900000411
分别为火电机组g上调有功和下调有功的单位成本；
Figure FDA00037972351900000412
和
Figure FDA00037972351900000413
分别为火电机组g的开机成本和停机成本；
Figure FDA00037972351900000414
为火电机组g的单位燃料成本；Cbss,t为储能系统的单位充放电成本；Cload_res,t为柔性负荷的单位备用成本；
Figure FDA00037972351900000415
为反映第一阶段火电机组g从时段t-1的停机状态变为时段t的开机状态的二进制变量，
Figure FDA00037972351900000416
为反映第一阶段火电机组g从时段t-1的开机状态变为时段t的停机状态的二进制变量；
Figure FDA00037972351900000417
和
Figure FDA00037972351900000418
分别为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的上调备用量和下调备用量；
Figure FDA00037972351900000419
为在时段t第一阶段所确定的火电机组g的有功；
Figure FDA00037972351900000420
和
Figure FDA00037972351900000421
分别为在时段t第一阶段所确定的柔性负荷l的上调备用量和下调备用量；
Figure FDA00037972351900000422
和
Figure FDA00037972351900000423
分别为在时段t第一阶段储能系统b的充电功率和放电功率；Ωgen,i、Ωbss,i和
Figure FDA00037972351900000424
分别表示交流子系统中与节点i相连的火电机组集合、储能系统集合以及柔性负荷集合，NT为调度周期内的时段集合，
Figure FDA00037972351900000425
为交流子系统的节点集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阶段约束条件包括：第一阶段的交直流系统潮流平衡约束、第一阶段的支路传输功率约束、第一阶段的VSC功率约束与下垂控制约束、第一阶段的储能系统运行约束、第一阶段的火电机组运行约束、第一阶段的柔性负荷备用约束以及第一阶段的节点电压约束；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二阶段的正常运行子阶段约束条件包括：第二阶段的正常运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束、第二阶段的正常运行子阶段的直流子系统功率平衡约束、第二阶段的正常运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束、第二阶段的正常运行子阶段的火电机组有功调整约束与无功约束、第二阶段的正常运行子阶段的支路传输功率约束以及第二阶段的正常运行子阶段的节点电压约束；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二阶段的故障长期运行子阶段约束条件包括：第二阶段的故障后长期运行子阶段的交流子系统功率平衡机会约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的直流子系统功率平衡约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的支路传输功率约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的柔性负荷功率调节约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的火电机组有功调整约束与无功约束、第二阶段的故障后长期运行子阶段的VSC功率约束与下垂控制约束以及第二阶段的故障后长期运行子阶段的节点电压约束；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对交直流系统日前优化调度的混合整数随机优化模型进行近似处理，具体如下：
1)利用McCormick松弛法对VSC下垂控制中的
Figure FDA0003797235190000051
进行近似替代：
首先用
Figure FDA0003797235190000052
替代
Figure FDA0003797235190000053
并设置如下相关的约束：
Figure FDA0003797235190000054
Figure FDA0003797235190000055
Figure FDA0003797235190000056
Figure FDA0003797235190000057
其中，
Figure FDA0003797235190000058
为第v个VSC的下垂控制系数，
Figure FDA0003797235190000059
是与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压值；
Figure FDA00037972351900000510
和
Figure FDA00037972351900000511
分别表示与第v个VSC相连的直流子系统节点j的电压上限和下限；
Figure FDA00037972351900000512
和
Figure FDA00037972351900000513
分别表示第v个VSC的下垂控制系数的上限和下限；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
2)利用六边形松弛法将VSC视在功率约束、储能系统视在功率约束、交流子系统支路视在功率约束进行如下近似：
Figure FDA00037972351900000514
Figure FDA00037972351900000515
Figure FDA00037972351900000516
在对VSC视在功率约束进行近似时，通过VSC注入到交流子系统的有功功率和无功功率分别可视为A和B，VSC的视在功率上限视为C；所述VSC均指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站；
在对储能系统视在功率约束进行近似时，储能系统注入交流子系统的有功功率和无功功率分别可视为A和B，储能系统的视在功率上限视为C；
在对交流子系统支路视在功率约束进行近似时，交流子系统中与节点i相连的支路ij向节点i吸收的有功和无功分别可视为A和B，交流子系统支路ij的视在功率上限视为C；
所述VSC指连接交流子系统和直流子系统的电压源型换流站。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用双线性Benders算法求解近似后的混合整数随机优化模型的过程如下：
步骤一：建立基于自回归滑动平均模型的风电和节点负荷预测模型，并利用风电和节点负荷预测模型计算调度周期内各时段风电和负荷功率的预测值；
步骤二：根据风电和各节点负荷的预测误差概率分布，通过蒙特卡洛抽样生成n个含风电和节点负荷的确定性场景，并利用k-means算法将所述确定性场景进行聚类获取典型场景；
步骤三：初始化迭代次数，w＝1，w表示迭代次数；令场景可行性状态变量
Figure FDA0003797235190000061
步骤四：利用双线性Benders分解算法对近似后的混合整数随机优化模型进行分解，获得主问题和子问题；
步骤五：求解当前主问题，如果该主问题无解，结束求解过程；如果当前主问题有解，则获得第w次迭代的结果，若w＝1，则第w次迭代的结果包括日前调度成本
Figure FDA0003797235190000062
火电机组启停状态
Figure FDA0003797235190000063
火电机组有功出力
Figure FDA0003797235190000064
火电机组有功备用
Figure FDA0003797235190000065
柔性负荷备用
Figure FDA0003797235190000066
储能系统有功出力
Figure FDA0003797235190000067
储能系统无功出力
Figure FDA0003797235190000068
储能系统能量
Figure FDA0003797235190000069
若w>1，则第w次迭代的结果包括日前调度成本
Figure FDA00037972351900000610
火电机组启停状态
Figure FDA00037972351900000611
火电机组有功出力
Figure FDA00037972351900000612
火电机组有功备用
Figure FDA00037972351900000613
柔性负荷备用
Figure FDA00037972351900000614
储能系统有功出力
Figure FDA00037972351900000615
储能系统无功出力
Figure FDA00037972351900000616
储能系统能量
Figure FDA00037972351900000617
以及场景可行性状态变量
Figure FDA00037972351900000618
在获得第w次迭代的结果之后，进入步骤六；
步骤六：将步骤五求解主问题时所获得的结果作为已知量，然后对所有
Figure FDA00037972351900000619
的典型场景进行第二阶段中正常运行子阶段的可行性检验，判断是否存在支路过载、电压越限以及功率不平衡概率不符合要求的情况：如果该可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于第二阶段正常运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；当第二阶段中正常运行情况的可行性检验问题的目标函数首次等于0时，将场景可行性状态变量的数值设为步骤五求解主问题时所获得的
Figure FDA00037972351900000620
并在接下来的迭代过程不再发生变化，并转入步骤七；
步骤七：将步骤五求解主问题时所获得的结果作为已知量，对所有
Figure FDA0003797235190000071
的典型场景的第二阶段故障短期运行子阶段和故障后长期运行子阶段进行可行性检验，判断是否存在支路过载、电压越限以及功率不平衡概率不符合要求的情况；如果故障后短期运行子阶段的可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于故障后短期运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；如果故障后长期运行子阶段的可行性检验问题的目标函数大于0，则返回关于故障后长期运行子阶段的可行性检验问题的割至主问题，更新w＝w+1，然后返回步骤五；如果不存在不可行割，则本次迭代过程中获得的结果为最终的机组组合方案。
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