[发明专利]一种计及系统能源波动性的交直流混合微网优化方法

说明书

一种计及系统能源波动性的交直流混合微网优化方法，针对交直流混合微网区域电能交互复杂，对系统运行安全稳定性要求高的问题，建立了以系统总体运行成本最低、备用容量最多为上、下层目标的交直流混合微网双层鲁棒优化模型。其中，系统最坏运行条件下备用容量的要求采用最大净负荷波动之和代替。而双层鲁棒模型的优化采用基于云模型和反向学习机制改进的粒子群算法求解，可有效解决混合微网系统波动性研究复杂、算法收敛后期粒子多样性减少的问题。以包含风、光等间歇性能源的交直流混合微网作为实例进行分析。本发明可以使微网在获得经济性的同时具有较强的抗干扰能力，从而有效应对系统能源波动性带来的安全问题。

技术领域

本发明涉及交直流混合微网优化领域，特别是一种计及系统能源波动性的交直流混合微网优化方法。

背景技术

近年来，随着能源互联网概念的提出，以能源安全接入、高效消纳为基础，实现电力网络、天然气网络等多种复杂网络多区域共享的能源“源-网-荷-储”协调调度已成为研究热点。微电网作为一种可对微源进行网络化管理和供应的微型发配电系统，已成为连接我国能源、互联网的重要智能化平台。但随着接入微源形式的日益增多，传统交流微网中交直流变换环节日趋复杂，为此，应运而生了交直流混合微网这一概念。

为了应对不断增大的微网中，不同类型微源大量接入引起的网络建设成本高、综合运行效率低等问题，建立包含交、直流子区域的交直流混合微网已成为微网发展的重要环节。目前，我国已开展了对交直流混合微网的研究，现已在浙江上虞建设完成国内首个交直流混合微网示范工程。但交直流混合微网中高渗透间歇性微源的接入也为系统运行带来极大安全隐患，尤其是在某些极端天气下，风、光出力波动性极大，现有的自动发电控制(AGC)技术无法适应其带来的功率波动。所以，含大量可再生能源接入的微网稳定性研究是混合微网进一步优化研究的理论基础。

为解决间歇性能源波动性对交直流混合微网优化调度产生的影响，有学者提出了对间歇性能源出力进行随机模拟和精确预测，但依据现有的研究水平，要做到高效、准确预测存在较大困难。而系统的鲁棒优化运行则是以克服最恶劣运行环境下的能源出力波动性为前提，实现在系统任意运行模式下安全稳定，还鲜有文献提到将鲁棒双层优化模型应用在交直流混合微网优化调度中。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于：考虑交直流混合微网区域安全稳定性要求高的问题，提供一种可减小间歇性能源干扰，使交直流混合微网安全经济运行的计及系统能源波动性的交直流混合微网优化方法。该方法采用基于云模型和反向学习机制改进的粒子群算法求解混合微网，有效解决混合微网系统波动性研究复杂，算法收敛后期粒子多样性减少的问题。

本发明采取的技术方案为：

一种计及系统能源波动性的交直流混合微网优化方法，包括以下步骤：

步骤1：采集交直流混合微网两个子区域微源分布的拓扑结构，并收集交直流混合微网历史负荷需求和风光出力数据，基于气象环境因素和其概率分布特点，对未来一天的交直流负荷需求与风电和光电的出力数据进行联合预测。

步骤2：构建以系统整体运行成本最低、净负荷波动性最强为上下层优化目标的交直流双层鲁棒优化模型，其中，系统的整体运行成本包括燃料成本、运维成本、污染成本、购售电成本和换流器损耗成本，系统鲁棒性用交直流两个子区域净负荷的波动量之和来表示，具体为：

其中：T为交直流混合微网优化调度时段；C₁～C₅分别为系统的燃料、运维、污染处理、购售电成本和换流器的损耗费用；

LJ_AC,t、LJ_DC,t分别为各时段混合微网交、直流子区域的净负荷波动量；