CN115632393A - 一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法及装置,属于电力系统概率优化调度领域。其中所述方法包括:构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数,所述目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。本公开可充分挖掘配微网侧灵活性资源的调控能力,促进全网新能源的消纳。
Description
技术领域
本公开属于电力系统概率优化调度领域,特别涉及一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法及装置。
背景技术
随着集中式和分布式新能源在输配微电网中渗透率的不断提升,新能源的强随机性和波动性使得电网的运行调控面临巨大挑战。新能源的间歇性很可能会导致显著的潮流波动和严重的电压越限。此外,随着配电网侧大量分布式灵活性资源,如分布式新能源、储能、可控负荷的接入,电网中的潮流由单向转变为双向,传统配电网逐渐转变为主动配电网(Active distribution network,AND)。同时,考虑到目前新能源集群自治、虚拟电厂等技术的大力发展,小规模的微电网也逐渐出现在配电网中。为了充分调动配电网和微电网在提高电力系统灵活性和应对新能源不确定性方面的潜力,输配微电网需要协同优化,互相提供调节能力支撑。
现阶段,输配微电网运行相对独立,传统的调控模式是在给定的边界关口功率下,输配微电网各自进行割裂的优化调控。但是随着新能源的大量接入,配电网和微电网在上级电网关口处的等效负荷难以精准预测,传统输配微割裂的运行方式无法充分利用输配微电网内可控资源的调控潜力,很可能会导致不必要的调控成本增加及边界功率失配;此外,由于新能源的强波动性,传统确定性的优化调度也很可能会面临线路潮流越限和系统备用不足等问题。
发明内容
本公开的目的是为克服已有技术的不足之处,提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法及装置。本发明实现了利用新能源预测区间的可调节鲁棒日内滚动调度,具有较高的应用价值。
本公开第一方面实施例提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,包括:
构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;
构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;
对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。
在本公开的一个具体实施例中,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数表达式如下:
式中,调度时段总数为T;上标AG代表AGC机组;上标G代表非AGC机组;上标DG代表新能源场站;上标ESS代表储能;和分别为第i个非AGC机组和第j个AGC机组在第t个时段的发电成本;和分别为第i个非AGC机组和第j个AGC机组在第t个时段的出力;和分别为输电网、配电网和微电网中最恶劣场景下第g个新能源场站在第t个时段的出力削减惩罚成本;为第g个新能源场站在第t个时段的允许出力区间的上界;和分别为第e个储能在第t个时段的充电功率和放电功率;为第e个储能在第t个时段充放电惩罚成本;和分别为输电网中非AGC机组和AGC机组的编号集合;ID和IM分为配电网和微电网的编号集合;和分别为第d个配电网中新能源场站和储能电站的编号集合;为第m个微电网中新能源场站的编号集合。
在本公开的一个具体实施例中,所述非AGC机组和所述AGC机组的发电成本表达式分别如下:
式中,a0,i,t,a1,i,t,a2,i,t分别为第i个机组在第t个时段发电成本的常数项、一次项和二次项系数;
所述最恶劣场景下第g个新能源场站在第t个时段的出力削减惩罚成本表达式如下:
所述第e个储能在第t个时段充放电惩罚成本表达式如下:
在本公开的一个具体实施例中,所述输电网约束包括:
功率平衡约束;
常规机组的出力约束;
常规机组的爬坡约束;
旋转备用约束;
断面容量约束;
式中,GTrans,l,i为输电网中的机组i对传输断面l的发电转移分布因子;为输电网中与第d个配电网相对应的虚拟负荷对传输断面l的发电转移分布因子;L Trans,l,t和分别为输电网传输断面l在第t个时段的潮流下界和上界;LTrans为输电网中的断面集合;
新能源出力约束;
所述配电网约束包括:
热负荷运行约束;
式中,为第h个用户在第t个时段的室内温度;为第h个用户的参数;为第h个用户热负荷加热/冷却状态的参数,若第h个用户热负荷运行在制热模式下,则为正,若第h个用户热负荷运行在制冷模式下则为负;为第d个配电网中可控热负荷的编号集合,上标Load可代表可负热控荷;
储能运行约束;
功率平衡约束;
线路网损约束;
节点净负荷约束;
式中,和分别为第d个配电网在第t个时段从输电网接收到的功率和下送至连接到节点j处的第m个微电网的功率;为第d个配电网中在第t个时段连接到节点j处的不可调控负荷总需求;和分别为第d个配电网中连接到节点j处的新能源电站、储能、可控热负荷和下级微电网的集合;
线路容量约束;
新能源出力约束;
所述微电网约束包括:
热负荷运行约束;
功率平衡约束;
新能源出力约束;
所述输配微电网的边界耦合约束包括:
在本公开的一个具体实施例中,在所述将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型之前,还包括:
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转换为紧凑形式,包括:
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转换为紧凑形式如下:
式中,和分别为输电网、第d个配电网和第m个微电网的决策变量;和分别为输电网、第d个配电网和第m个微电网中的不确定性变量;yTrans是输电网中依赖于的可调节变量;为输电网向相连配电网下送的功率向量和;为第d个配电网向相连微电网下送的功率向量;QTrans>0,ATrans,BTrans,CTrans,DTrans,是常数矩阵;fTrans,ETrans,是常数向量;rTrans,是常值;
将式(51)带入式(45)中,优化问题(PA1)等价转换为如下所示的鲁棒优化问题(P1):
在本公开的一个具体实施例中,所述将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,包括:
将式(53)进行等价转换如下式所示:
将式(54)合并到式(60)中,表达式如下:
将式(56)合并到式(62)中,表示为如下紧凑形式::
得到与鲁棒优化问题(P1)等价的如下所示的确定性二次规划问题:
在本公开的一个具体实施例中,所述对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果,包括:
利用交替方向乘子法对所述确定性模型进行求解,得到输电网中的发电机组和新能源的最优解,配电网中的新能源、储能和可控热负荷的最优解,以及微电网中新能源和可控热负荷的最优解,即为所述输配微电网的调度优化结果。
本公开第二方面实施例提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,包括:
分别获取输配微电网中各级电网的参数,所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;
将所述参数输入预设的输配微电网鲁棒优化调度模型,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;通过将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,所述确定性模型输出所述输配微电网的调度优化结果。
本公开第三方面实施例提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,包括:
目标函数构建模块,用于构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;
约束条件构建模块,用于构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;
确定性模型生成模块,用于将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;
调度优化模块,用于对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。
本公开第四方面实施例提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,包括:
参数获取模块,用于分别获取输配微电网中各级电网的参数,所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;
调度模型构建模块,用于将所述参数输入预设的输配微电网鲁棒优化调度模型,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;通过将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,所述确定性模型输出所述输配微电网的调度优化结果。
本公开第五方面实施例提出一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;
其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被设置为用于执行上述一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法。
本公开第六方面实施例提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行上述一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法。
本公开的特点及有益效果在于:
1、本公开建立了输配微网协同的有功概率调度方法。
2、本公开将鲁棒模型转换为确定性模型,具有可靠与便于应用的特点。
3、本公开中的模型精确有效,可利用现有的交替方向乘子法进行求解,显示了在促进新能源消纳和提供系统旋转备用方面的效果,具有较高的应用价值。
附图说明
图1为本公开实施例中一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法的整体流程图。
图2为本发明一个具体实施例中输配微电网的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本公开第一方面实施例提出的一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,包括:
构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;
构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;
对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。
在本公开的一个具体实施例中,所述一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,整体流程如图1所示,包括以下步骤:
1)建立输配微电网鲁棒优化调度模型。
在本公开的一个具体实施例中,所述输配微电网结构如图2所示,为由输电网、配电网和微电网组成的三级互联的架构,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;本实施例中,如图2所示,输电网分别连接N个配电网,每个配电网分别连接多个微电网,其中,1号配电网至N号配电网均连接输电网,1号配电网分别连接其下级的n个微电网,而N号配电网分别连接其下级的m个微电网。
在本实施例的输配微电网下,建立鲁棒优化日内滚动调度模式为:
新能源场站基于区间预测得到在一定置信水平下的出力区间,并分别上送到各级的调控中心;调控中心根据新能源场站上报的区间预测和超短期负荷预测信息,以满足电网运行约束和安全约束为前提,计算出各个新能源场站允许的出力区间。其中,对于输电网调控中心,还需计算AGC机组的基点功率值,及非AGC机组的调度计划值。对于配电网和微电网调控中心,还需分别计算储能和可控负荷的调度计划。
当新能源场站的出力在允许的出力区间内时,新能源场站以最大功率点追踪模式运行;当实际新能源场站的可用功率超过允许的出力区间时,则将新能源场站的出力控制在允许出力区间的边界上。
本发明一个具体实施例中,所述建立输配微电网鲁棒优化调度模型的具体步骤如下:
1-1)建立目标函数
输配微电网鲁棒优化日内滚动调度以最小化发电成本和最大化新能源消纳为目标:
式中,调度时段总数为T;上标AG代表AGC机组;上标G代表非AGC机组;上标DG代表新能源场站;上标ESS代表储能;和分别为第i个非AGC机组和第j个AGC机组在第t个时段的发电成本;和分别为第i个非AGC机组和第j个AGC机组在第t个时段的出力;和分别为输电网、配电网和微电网中最恶劣场景下第g个新能源场站在第t个时段的出力削减惩罚成本,所述出力削减惩罚成本项非0并不意味着削减新能源出力就有实际成本,引入该项的目的是为了最大化新能源的消纳;为第g个新能源场站在第t个时段的允许出力区间的上界;和分别为第e个储能在第t个时段的充电功率和放电功率;为第e个储能在第t个时段充放电惩罚成本;和分别为输电网中非AGC机组和AGC机组的编号集合;ID和IM分为配电网和微电网的编号集合;和分别为第d个配电网中新能源场站和储能电站的编号集合;为第m个微电网中新能源场站的编号集合。
其中,非AGC机组和AGC机组的发电成本均可用二次函数来描述:
式中,a0,i,t,a1,i,t,a2,i,t分别为第i个机组在第t个时段发电成本的常数项、一次项和二次项系数。
最恶劣场景下新能源场站出力削减惩罚成本的表达式如下:
为了避免储能同时充放电,本实施例在目标函数中引入了如下的惩罚项:
由式(2)-(6)可知,常规机组和新能源场站的微增率分别为非负和非正。根据等微增率准则,新能源场站可比常规机组的发电优先级更高。
1-2)建立输电网约束条件,包括:
1-2-1)功率平衡约束;
式中,和分别为输电网中非AGC机组和AGC机组的编号集合。DTrans,t为输电网中第t个时段的总负荷需求;为输电网在第t个时段向第d个配电网下送的功率;为第g个新能源场站在第t个时段的实际出力;的表达式如式(9)所示;在本实施例的模型中,可忽略网损的影响。
1-2-2)常规机组的出力约束;
1-2-3)常规机组的爬坡约束;
1-2-4)旋转备用约束;
1-2-5)断面容量约束;
式中,GTrans,l,i为输电网中的机组i对传输断面l的发电转移分布因子;为输电网中与第d个配电网相对应的虚拟负荷对传输断面l的发电转移分布因子;L Trans,l,t和分别为输电网传输断面l在第t个时段的潮流下界和上界;LTrans为输电网中的断面集合。
1-2-6)新能源出力约束;
本实施例中,新能源场站的允许出力区间上界不超过预测区间的上界,允许出力区间下界不超过预测区间的下界。
1-3)建立配电网约束条件,包括:
1-3-1)热负荷运行约束;
式中,为第h个用户在第t个时段的室内温度;为第h个用户的已知参数,体现的是室外温度的变化对室温的影响;为第h个用户热负荷加热/冷却状态的参数,若第h个用户热负荷运行在制热模式下,则为正,若第h个用户热负荷运行在制冷模式下则为负;为第d个配电网中可控热负荷的编号集合,上标Load可代表可负热控荷。
1-3-2)储能运行约束;
考虑到储能的特点,其运行应满足以下约束:
为了避免同时充放电,本实施例引入互补约束(29);但式(29)本质是一个难以凸化和求解的双线性约束。为此,在成本函数中引入了如式(7)所示的惩罚项,该惩罚项也能起到避免同时充放电的效果。
1-3-3)功率平衡约束;
在配电网中,本实施例采用线性化的交流潮流方程:
1-3-4)线路网损约束;
1-3-5)节点净负荷约束;
式中,和分别为第d个配电网在第t个时段从输电网接收到的功率和下送至连接到节点j处的第m个微电网的功率;为第d个配电网中在第t个时段连接到节点j处的不可调控负荷总需求,本实施例中为已知输入参数;和分别为第d个配电网中连接到节点j处的新能源电站、储能、可控热负荷和下级微电网的集合。
1-3-6)线路容量约束;
1-3-7)新能源出力约束;
1-4)建立微电网约束条件,包括:
1-4-1)热负荷运行约束;
1-4-2)功率平衡约束;
1-4-3)新能源出力约束;
1-5)输配微电网的边界耦合约束;
本实施例中,输配微电网通过关口耦合在一起,输配微电网的边界耦合体现为边界有功功率的一致。边界功率在上级电网中被等效为一个虚拟负荷,在下级电网中被等效为一个虚拟发电机。边界功率的正方向规定为从上级电网下送到下级电网。
2)对步骤1)建立的输配微电网鲁棒优化调度模型进行转换。
本实施例中,将步骤1)的输配微电网鲁棒优化调度模型转换为紧凑形式如下:
式中,和分别为输电网、第d个配电网和第m个微电网的决策变量;和分别为输电网、第d个配电网和第m个微电网中的不确定性变量;yTrans是输电网中依赖于的可调节变量;为输电网向相连配电网下送的功率向量和;为第d个配电网向相连微电网下送的功率向量。
式(44)是输配微电网鲁棒优化调度模型的总目标函数,也即式(1)的紧凑形式。式(45)是式(8)-(21)的紧凑形式,描述了输电网的运行约束;式(47)是式(26)-(28),(30)-(33)的紧凑形式,描述了配电网的运行约束;式(49)是式(37)-(38)的紧凑形式,描述了微电网的运行约束;式(46),(48)和(50)分别对应约束式(22)-(24),(34)-(36),(39)-(41)。
将式(51)带入式(45)中,优化问题(PA1)即可等价地转换为如下所示的鲁棒优化问题(P1):
3)将经过步骤2)转换后的鲁棒优化调度模型转换为确定性模型。
如式(53),(55),(57)所示,关于不确定性变量和的约束均为线性约束,且系数均为常数,因而鲁棒优化调度模型的最恶劣场景均在不确定性变量的边界上取到,可以将不确定性变量的边界直接带入相应约束中,进而不确定性模型可以转换为等价的确定性模型。
本实施例中,将式(53)进行等价转换如下式所示:
进一步地,式(55)与式(57)等价的确定性约束表达式分别如下:
将式(56)合并到式(62)中,表示为如下紧凑形式::
将式(58)合并到式(63)中,表示为如下紧凑形式:
进而可以得到与鲁棒优化问题(P1)等价的如下确定性二次规划问题:
需要说明的是,在传统鲁棒模型中,不确定性变量的上下界为给定的常数;而在本实施例的仿射可调鲁棒优化模型中,不确定性变量的上下界为决策变量。
4)利用现有的交替方向乘子法对所述确定性模型进行求解,得到所述输配微电网的调度优化结果。本实施例中,所提模型可以用商业优化求解器,例如Cplex和Gurobi进行求解;模型结果给出了输电网中的发电机组和新能源的最优解,配电网中的新能源、储能和可控热负荷的最优解,以及微电网中新能源和可控热负荷的最优解,即为所述输配微电网的调度优化结果,可有效促进新能源的消纳和系统旋转备用的提升。
为实现上述实施例,本公开第二方面实施例提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,包括:
分别获取输配微电网中各级电网的参数,所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;
将所述参数输入预设的输配微电网鲁棒优化调度模型,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;通过将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,所述确定性模型输出所述输配微电网的调度优化结果。
需要说明的是,前述对第一方面实施例中一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法的实施例解释说明也适用于本实施例的一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,在此不再赘述。
为实现上述实施例,本公开第三方面实施例提出一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,包括:
目标函数构建模块,用于构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;
约束条件构建模块,用于构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;
确定性模型生成模块,用于将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;
调度优化模块,用于对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。
需要说明的是,前述对第一方面实施例中一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法的实施例解释说明也适用于本实施例的一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,在此不再赘述。
根据本发明实施例提出的一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,通过构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。由此可实现利用新能源预测区间的可调节鲁棒日内滚动调度,具有较高的应用价值。
为实现上述实施例,本公开第四方面实施例一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,包括:
参数获取模块,用于分别获取输配微电网中各级电网的参数,所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;
调度模型求解模块,用于将所述参数输入预设的输配微电网鲁棒优化调度模型,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;通过将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,所述确定性模型输出所述输配微电网的调度优化结果。
需要说明的是,前述对第一方面实施例中一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法的实施例解释说明也适用于本实施例的一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,在此不再赘述。
为实现上述实施例,本发明第五方面实施例提出一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;
其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被设置为用于执行上述一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法。
为实现上述实施例,本发明第六方面实施例提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行上述一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法。
需要说明的是,本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备执行上述实施例的一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,其特征在于,包括:
构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;
构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;
对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数表达式如下:
式中,调度时段总数为T;上标AG代表AGC机组;上标G代表非AGC机组;上标DG代表新能源场站;上标ESS代表储能;和分别为第i个非AGC机组和第j个AGC机组在第t个时段的发电成本;和分别为第i个非AGC机组和第j个AGC机组在第t个时段的出力;和分别为输电网、配电网和微电网中最恶劣场景下第g个新能源场站在第t个时段的出力削减惩罚成本;为第g个新能源场站在第t个时段的允许出力区间的上界;和分别为第e个储能在第t个时段的充电功率和放电功率;为第e个储能在第t个时段充放电惩罚成本;和分别为输电网中非AGC机组和AGC机组的编号集合;ID和IM分为配电网和微电网的编号集合;和分别为第d个配电网中新能源场站和储能电站的编号集合;为第m个微电网中新能源场站的编号集合。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述输电网约束包括:
功率平衡约束;
常规机组的出力约束;
常规机组的爬坡约束;
旋转备用约束;
断面容量约束;
式中,GTrans,l,i为输电网中的机组i对传输断面l的发电转移分布因子;为输电网中与第d个配电网相对应的虚拟负荷对传输断面l的发电转移分布因子;L Trans,l,t和分别为输电网传输断面l在第t个时段的潮流下界和上界;LTrans为输电网中的断面集合;
新能源出力约束;
所述配电网约束包括:
热负荷运行约束;
式中,为第h个用户在第t个时段的室内温度;为第h个用户的参数;为第h个用户热负荷加热/冷却状态的参数,若第h个用户热负荷运行在制热模式下,则为正,若第h个用户热负荷运行在制冷模式下则为负;为第d个配电网中可控热负荷的编号集合,上标Load可代表可负热控荷;
储能运行约束;
功率平衡约束;
线路网损约束;
节点净负荷约束;
式中,和分别为第d个配电网在第t个时段从输电网接收到的功率和下送至连接到节点j处的第m个微电网的功率;为第d个配电网中在第t个时段连接到节点j处的不可调控负荷总需求;和分别为第d个配电网中连接到节点j处的新能源电站、储能、可控热负荷和下级微电网的集合;
线路容量约束;
新能源出力约束;
所述微电网约束包括:
热负荷运行约束;
功率平衡约束;
新能源出力约束;
所述输配微电网的边界耦合约束包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型之前,还包括:
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转换为紧凑形式,包括:
将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转换为紧凑形式如下:
式中,和分别为输电网、第d个配电网和第m个微电网的决策变量;和分别为输电网、第d个配电网和第m个微电网中的不确定性变量;yTrans是输电网中依赖于的可调节变量;为输电网向相连配电网下送的功率向量和;为第d个配电网向相连微电网下送的功率向量;QTrans>0,ATrans,BTrans,CTrans,DTrans,是常数矩阵;fTrans,ETrans,是常数向量;rTrans,是常值;
将式(51)带入式(45)中,优化问题(PA1)等价转换为如下所示的鲁棒优化问题(P1):
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,包括:
将式(53)进行等价转换如下式所示:
将式(54)合并到式(60)中,表达式如下:
式(55)与式(57)等价的确定性约束表达式分别如下:
将式(56)合并到式(62)中,表示为如下紧凑形式::
将式(58)合并到式(63)中,表示为如下紧凑形式:
得到与鲁棒优化问题(P1)等价的如下所示的确定性二次规划问题:
s.t.式(61),(64)-(65),(42)-(43)。
8.一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度方法,其特征在于,包括:
分别获取输配微电网中各级电网的参数,所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;
将所述参数输入预设的输配微电网鲁棒优化调度模型,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;通过将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,所述确定性模型输出所述输配微电网的调度优化结果。
9.一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,其特征在于,包括:
目标函数构建模块,用于构建输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数;所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳;
约束条件构建模块,用于构建所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件,包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;
确定性模型生成模块,用于将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型;
调度优化模块,用于对所述确定性模型求解,以得到所述输配微电网的调度优化结果。
10.一种考虑灵活性资源的多级电网协调鲁棒调度装置,其特征在于,包括:
参数获取模块,用于分别获取输配微电网中各级电网的参数,所述输配微电网为由输电网、配电网和微电网构成的三级电网,每个配电网与对应的输电网和多个微电网通过联络线耦合;
调度模型构建模块,用于将所述参数输入预设的输配微电网鲁棒优化调度模型,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的目标函数为最小化发电成本和最大化新能源消纳,所述输配微电网鲁棒优化调度模型的约束条件包括:输电网约束、配电网约束、微电网约束和输配微电网的边界耦合约束;通过将所述输配微电网鲁棒优化调度模型转化为确定性模型,所述确定性模型输出所述输配微电网的调度优化结果。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117791613A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 浙电(宁波北仑)智慧能源有限公司 | 一种基于资源集群调控的决策方法及系统 |
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2022
- 2022-09-23 CN CN202211161694.8A patent/CN115632393A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117791613A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 浙电(宁波北仑)智慧能源有限公司 | 一种基于资源集群调控的决策方法及系统 |
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PB01 | Publication | ||
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