[发明专利]一种基于故障约束的交直流混合配电网鲁棒规划方法

权利要求书

1.一种基于故障约束的交直流混合配电网鲁棒规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基于局部密度均值聚类算法，对规划区域的负荷和可再生能源出力进行聚类，生成若干个典型运行场景；

(2)构造规划子模型、故障子模型和运行子模型；

所述规划子模型如下：

min c^Tx

s.t.l^a≤Ax≤u^a

上式中，c表示目标函数的系数矩阵，A表示约束条件的系数矩阵，x表示规划变量矩阵，l^a和u^a分别表示规划模型约束下限和上限矩阵；该模型的展开形式如下：

上式中，下标i表示第i个节点，下标j表示第j个节点，ij表示两端节点分别为i和j的线路，s表示第s个典型场景，t表示运行的第t年；和分别为对应线路、换流站和变电站的建设变量；和分别为对应线路、换流站和变电站的建设成本系数；表示线路和换流站在各场景下投运变量，表示流过线路和换流站的虚拟功率变量，g_j为虚拟注入功率变量，d_j为节点的虚拟负荷变量；α(j)和β(j)分别表示以j节点为首、末端节点的线路的集合，γ(j)和δ(j)分别表示以j节点为首、末端节点的换流站的集合；F_ij表示线路虚拟功率的上下限；N_B、N_S和分别表示总节点个数、变电站节点的个数和交流节点的个数；Ω_L、Ω_VSC、Ω_S、Ω_B分别为线路、换流站节点、变电站节点、所有节点的集合；表示交流线路的集合；

所述故障子模型如下：

l^b-Sx≤Bb≤u^b-Tx

上式中，l^b和u^b分别表示故障子模型约束下限和上限矩阵，B表示故障系数矩阵，b表示故障变量矩阵，S和T分别为建设变量x的系数矩阵；该模型的展开形式如下：

上式中，和分别表示线路、换流站和分布式电源的故障0-1变量，值为0表示正常运行，值为1表示发生故障；

所述运行子模型如下：

min d^Ty+e^Ty

s.t.l^c-Dx-Eb≤Cy≤u^c-Fx-Gb

l^x-Hx-Jb≤y≤u^x-Kx-Lb

y∈SOCP

上式中，d和e为目标函数系数矩阵，y为运行变量矩阵，C为运行系数矩阵，D、F、H、K分别为对应建设变量x的系数矩阵，E、G、J、L分别为对应运行变量b的系数矩阵，l^c和u^c分别为针对约束的下限和上限矩阵，l^x和u^x分别为针对变量的下限和上限矩阵，SOCP表示二阶锥约束；该模型的展开形式如下：

上式中，下标jk表示两端节点分别为j和k的线路；r表示利率；表示分布式电源的单位成本系数，表示分布式电源发出的功率；表示从上级电网购电的单位成本系数，表示从上级电网注入系统的功率；表示从节点甩负荷惩罚系数，表示节点的甩负荷功率；表示可再生能源弃能成本系数，表示节点的可再生能源弃能功率；T_s,t表示典型场景包含的小时数；分别表示流经线路、变电站、换流站的有功功率；分别表示流经线路、变电站、换流站的无功功率，和分别表示被切除负荷中的有功和无功部分；R_ij和X_ij分别为线路的电阻和电抗；η_v表示换流站能力转换效率；表示节点的阻抗角；和表示节点的有功和无功负荷；M为一个充分大的正数，不小于系统电压等级的平方的0.4倍；表示节点电压的平方；表示电路电流的平方；表示分布式能源功率的预测值；V^min和V^max分别表示节点电压的平方的下限和上限；表示线路电流的上限；表示线路容量的上限；和分别表示换流站有功和无功功率的下限和上限系数；表示流经换流站的视在功率，表示换流站的容量上限；和分别表示变电站注入系统的有功、无功和视在功率；表示变电站现有容量；表示变电站新增容量上限；表示交流节点的集合，和分别表示交流和直流线路的集合；Ω_G表示所有分布式电源节点；上标“^”表示经过上层优化模型确定的变量；

(3)基于步骤(2)建立的子模型构建交直流配电网双层鲁棒规划模型；

(4)基于CCG算法求解交直流配电网双层鲁棒规划模型。