[发明专利]一种考虑风电不确定性的交直流配电网分布式优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑风电不确定性的交直流配电网分布式优化方法，基于交直流配电网的自然分区属性，搭建了典型的交直流混合配电网结构和分布式优化框架，在每个交/直流电网子区域内部，同时考虑1‑范数和∞‑范数对各风电出力场景概率分布进行约束，建立基于数据驱动的两阶段分布鲁棒模型。该模型以上级电网购电成本与交直流子区域间购售电成本、弃风成本、微型燃气轮机发电成本等为优化目标，利用1‑范数和∞‑范数对筛选获得的典型场景概率分布不确定性进行约束，构建基于数据驱动的两阶段分布鲁棒模型，并采用列与约束生成算法进行求解。

技术领域

本发明涉及配电网领域，具体为一种考虑风电不确定性的交直流配电网分布式优化方法。

背景技术

配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网(35-110KV)，中压配电网(6-10KV，苏州有20KV)，低压配电网(220/380V)；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。在城市电网系统中,主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压(220KV及以上)电网的作用，配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源，配电网一般采用闭环设计、开环运行,其结构呈辐射状。配电线的线径比输电线的小,导致配电网的R/X较大。由于配电线路的R/X较大,使得在输电网中常用的这些算法在配电网的潮流计算中其收敛性难以保证。交直流配电网在当今有着较为广泛的推广和使用，对交直流配电网的影响因素较为多种多样，风电不确定性对交直流配电网的影响是我们需要注意的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑风电不确定性的交直流配电网分布式优化方法，基于交直流配电网的自然分区属性，搭建了典型的交直流混合配电网结构和分布式优化框架，在每个交/直流电网子区域内部，同时考虑1-范数和∞-范数对各风电出力场景概率分布进行约束，建立基于数据驱动的两阶段分布鲁棒模型；

两阶段模型中，储能充放电功率、上级电网购电功率和交直流子区域电网间交换功率作为第一阶段鲁棒决策变量，风电实际调度功率、燃气轮机出力和上级电网额外调整功率作为第二阶段灵活调节变量；

将子区域间的耦合元件VSC等效为节点进行处理建模，并获得各子区域间的功率一致性约束；

然后，采用ADMM算法对整个分布式优化运行模型进行全局协调更新与迭代求解，其中各子区域配电网的两阶段分布鲁棒模型则利用CCG算法分解为主问题和子问题进行快速求解，最终实现交直流配电网的经济运行策略。

优选的，以最终各个交直流分区的运行成本最小为优化目标，考虑潮流，上级电网，换流器VSC等约束条件，使用Distflow线性化潮流提高求解速度，以风电历史出力数据为基础，考虑风电的不确定性，利用1-范数和∞-范数为基础约束风电场景概率不确定性，通过交直流区域之间交换有功功率为耦合一致性变量，对交直流区域分别并行求解，构建在分布式框架下的考虑风电不确定性的分布式优化方法，

所述风电的不确定性利用1-范数和∞-范数进行约束：

其中，表示由历史数据筛选后获得的第n个离散场景概率的初始值，θ₁和θ_∞分别表示在1-范数和∞-范数约束条件下的离散场景概率允许偏差限值，{p_e,n}满足如下置信度约束：

令上式中的右半部分分别等于α₁和α_∞，则有：