[发明专利]一种基于随机鲁棒优化的电力系统调度方法

说明书

本发明涉及一种基于随机鲁棒优化的电力系统调度方法，属于电力系统运行控制技术领域。该方法首先建立由目标函数和约束条件构成的电力系统调度模型；对约束条件进行转化，将原模型转化为一个非线性优化问题；对转化后的模型求解，得到发电机出力，并根据求解结果进行相应调度决策实现电力系统调度。本发明考虑了电力系统中可再生能源的波动，减小了校正控制的成本，保证了电力系统安全，适合应用于电力系统的滚动调度等场景之中。

技术领域

本发明涉及一种基于随机鲁棒优化的电力系统调度方法，属于电力系统运行控制技术领域。

背景技术

电力系统的调度对电力系统运行具有重要的指导作用，负责制定发电机组的出力计划，在满足用电负荷和保证电力系统安全的前提下实现最优运行。近年来越来越多的风电接入电力系统，而风电的出力具有随机性，因此需要在电力系统的调度中引入考虑不确定性的优化算法。

目前常用的调度方法主要是基于直流潮流的有功调度，通过求解一个确定性的二次规划问题得到调度计划，其不足之处在于无法考虑新能源接入电力系统带来的不确定性下的系统安全，且没有考虑发电机的功率调节成本。例如，由陈庆攀,刘洋,许立雄,周博,杨得洋等分别的“含风电的电力系统鲁棒优化调度[J/OL].电测与仪表”，参见1-7[2019-06-14].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20190318.1205.004.html。其中，涉及风电且以最低发电成本为目标的鲁棒调度方法，考虑机组的自动发电控制响应来应对风电出力波动，维持系统功率平衡，其不足之处在于未能使用随机调度模型考虑风电的概率特性。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于随机鲁棒优化的电力系统调度方法，以克服已有技术的不足之处，利用风电的概率预测信息描述可再生能源的不确定性，通过求解非线性优化问题得到电力系统的调度方案。

本发明提出的基于随机鲁棒优化的电力系统调度方法，包括以下步骤：

(1)利用时间序列分析方法对电力系统的功率进行预测，分别得到在电力系统的所有节点处风电的预测功率上限和下限w，将电力系统的第i个节点处风电的预测功率上限记为第i个节点处风电的预测功率下限记为w_i，记电力系统中风电的实际功率为w，w为一个多维不确定性变量；

(2)建立基于随机鲁棒优化的电力系统调度模型，具体过程包括以下步骤：

(2-1)确定电力系统调度模型的目标函数：

电力系统调度的目标为总成本最小化，总成本是发电成本、弃风惩罚和后续的校正控制成本之和，其中：

发电成本函数的表达式如下：

上式中，G_i表示电力系统第i个节点处发电机的发电成本函数，P_Gi表示电力系统第i个节点处发电机的有功功率，是待求解量，表示接入发电机的电力系统节点，从系统所有发电机的接入位置获取，是已知量；

第i个节点处发电机的发电成本函数G_i(P_Gi)的表达式如下：

G_i(P_Gi)＝a_iP_Gi²+b_iP_Gi+c_i

其中a_i,b_i,c_i代表第i个节点处发电机的发电成本参数，a_i,b_i,c_i由发电厂根据发电成本给出，为已知量；