[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

说明书

本发明公开了一种基于故障约束的交直流混合配电网鲁棒规划方法，步骤为：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；构造规划子模型、故障子模型和运行子模型；基于步骤建立的子模型构建交直流配电网双层鲁棒规划模型；基于CCG算法求解交直流配电网双层鲁棒规划模型。本发明在最小化规划和运行费用的基础上，保障在任何N‑1故障条件下，既不出现甩负荷现象，也不出现弃风、弃光和弃水现象，在保障系统安全性的基础上充分优化其经济性。

技术领域

本发明属于配电网规划领域，特别涉及了一种基于故障约束的交直流混合配电网鲁棒规划方法。

背景技术

考虑到可再生能源出力的波动性和系统故障的不确定性，将大规模可再生能源接入薄弱的配电系统是一项世界性的难题。相比于传统交流配电网，直流配电网更加有利于新能源的接入。首先，对于以光伏电站为主的直流电源侧，采用直流配电网避免了交流侧同步的问题；其次，直流配电网网损小，传输容量大，有利于新能源基地与负荷中心之间的中长距离输电；其次，直流配电网采普遍用双极形式，在任何线路出现故障条件下，依然可以维持一半的传输容量，具有更高的可靠性；最后，直流配电网可以组网运行，并可以提供灵活的功率控制，有利于减少新能源出力波动性对电网的冲击。因此，如何实现可再生能源接入直流配电网成为本领域研究的热点。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种基于故障约束的交直流混合配电网鲁棒规划方法，在最小化规划和运行费用的基础上，保障在任何N-1故障条件下，既不出现甩负荷现象，也不出现弃风、弃光和弃水现象，在保障系统安全性的基础上充分优化其经济性。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于故障约束的交直流混合配电网鲁棒规划方法，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；

(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。

进一步地，步骤(1)的具体过程如下：

(101)按照等时间间隔从一年的数据中选取N个数据点，每个数据点中的数据为对应时间点的负荷大小和各类可再生能源出力，计算数据点i和j之间的距离d_ij：

上式中，分别为数据点i、j在第k个维度的坐标，m表示数据点的维度总数；

(102)计算每个数据点的局部密度ρ_i：

上式中，χ(*)为单位阶跃函数，d_c为截断距离；

计算每个数据点的距离因子δ_i：

(103)对每个数据点定义指标γ_i：

γ_i＝ρ_i·δ_i i＝1,2,...,N

按照指标γ_i从大到小的顺序对所有N个数据点进行排序，选择指标γ_i最大的w个数据点作为聚类中心，并对剩余的各数据点根据距离参数d_ij聚类到距其最近的聚类中心，聚类中心的负荷和可再生能源功率即为典型场景值，该类中数据点的个数与N的比值即为该场景在一年中发生的概率。