[发明专利]计及电网灵活性的分布式鲁棒优化方法、设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种计及铁路电网灵活性的分布式鲁棒优化方法、设备和存储介质，针对高海拔地区电网接入冲击性牵引负荷和波动性新能源，对高海拔铁路沿线电力系统灵活需求进行分析，构建基于Wasserstein距离的灵活性需求不确定集，定量评估灵活性需求不确定性给系统造成的潜在风险大小，确定灵活性缺额时的风险成本，根据灵活性缺额时的风险成本和灵活性资源运行成本，构建基于Wasserstein距离的分布式鲁棒优化模型，采用基于共轭函数的近似框架将该模型转化为可处理的优化问题，可靠性高，提高了电路灵活性调节能力，通过降低约束个数提高了计算效率，提高了系统的优化调度的鲁棒性与经济性的平衡性。

技术领域

本发明涉及电网灵活性技术领域，具体涉及一种计及铁路电网灵活性的分布式鲁棒优化方法、设备和存储介质。

背景技术

随着西部大开发的推进，大量复杂山区铁路已投入规划建设。高海拔山区铁路沿途地形落差极大，其包含的大长坡道使其与其他线路负荷情况十分不同，使得该线路负荷不仅具有冲击性和随机波动性，还可能存在和常规线路负荷不同的频繁、大幅值的再生制动功率，加剧了负荷端的不确定性。此外，随着清洁可再生能源大力发展，铁路沿线也伴随着大量的风电并网运行，这两者的叠加不仅增加了系统灵活性需求，还增强了其随机性和波动性，容易造成灵活性不足风险，对电网灵活性调节能力提出了更高的要求。

电力系统的灵活性定义为在考虑技术、经济性约束的前提下，系统及时响应负荷波动和可再生能源的随机变化能力，通过提升电力系统的灵活性可以增强系统抵抗源荷双重扰动的能力。目前现有技术中针对高海拔山区铁路沿线电网源-荷波动加剧引起的灵活性不足风险问题需要大量的投资建设来增加灵活性容量，现有技术中针对灵活性需求不确定性的处理方法多集中为随机优化与鲁棒优化。然而，随机优化通常需要获取精确的概率特性，以降低可能发生运行风险，这在实际中是难以达到的，不能保证较高的可靠性；鲁棒优化往往考虑最恶劣场景，求解结果过于保守，无法避免高海拔山区铁路沿线电网灵活性不足风险，并且存在约束个数随着历史数据增加而增长造成的计算效率问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中针对灵活性需求不确定性的处理方法可靠性低，电网灵活性调节能力差，约束个数随着历史数据增加而增长导致计算效率低，目的在于提供一种计及铁路电网灵活性的分布式鲁棒优化方法、设备和存储介质，通过对电力系统灵活需求进行分析，根据灵活性资源运行成本，灵活性不足风险成本，构建基于Wasserstein 距离的分布式鲁棒模型，采用基于共轭函数的近似转换框架将该模型转化为可处理的优化问题，可靠性高，电网灵活性调节能力强，通过降低约束个数提高了计算效率。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明第一方面提供一种计及电网灵活性的分布式鲁棒优化方法，包括以下具体步骤：

S1、获取负荷功率和发电功率，根据负荷功率和发电功率确定净负荷，根据净负荷对电力系统灵活需求进行分析；

S2、根据对电力系统灵活需求的分析，获取灵活性需求预测误差的真实分布和经验分布，根据真实分布和经验分布构建基于Wasserstein距离的灵活性需求不确定集；

S3、根据灵活性需求不确定集，确定灵活性缺额时的风险成本；

S4、获取灵活性资源运行成本，结合灵活性不足风险成本，构建基于Wasserstein距离的分布式鲁棒优化模型；

S5、采用共轭函数对Wasserstein距离的分布式鲁棒优化模型进行优化。