[发明专利]一种基于两阶段鲁棒优化的微电网能量管理方法

权利要求书

1.一种基于两阶段鲁棒优化的微电网能量管理方法,包括下列步骤:

(1)构建微电网电气设备基本模型

分析微电网内各设备的运行特性和运行约束，建立微电网各电气设备的运行成本模型和运行约束模型，对于其中的非线性项，采用线性化方法进行处理，得到微电网的线性经济调度模型；

(2)针对不确定变量构建不确定集

利用输入光伏出力预测值最大预测偏差非弹性负荷功率预测值和最大预测偏差构建不确定集U；

(3)构建微电网两阶段鲁棒优化模型

分别将0/1变量和连续变量、不确定变量作为第一、第二阶段优化变量，以微电网运行成本最小为优化目标，以各设备运行限制和不确定集作为约束，建立微电网两阶段鲁棒优化模型；

(4)两阶段鲁棒优化模型求解

将两阶段模型分解为主问题和子问题，采用强对偶理论和线性化理论，得到问题的对偶问题；采用混合整数线性规划方法对主问题和子问题的对偶问题进行交替求解。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不确定集U的表达形式如下：

其中，u为微电网内的不确定变量集合；u_PV(t)和u_L(t)为光伏出力和负荷功率在t时段对应的不确定变量；N_T为调度周期。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)的两阶段鲁棒优化模型求解，步骤如下：

第一步：将两阶段模型分解为如下所示的主问题和子问题：

s.t.α≥c^Ty_l,

Dy_l≥d,

Ky_l＝0,

Fx+Gy_l≥h,

主问题中，c为目标函数对应的系数列向量；D、K、F、G和I_u为对应约束下变量的系数矩阵；d、h为常数列向量；k为当前的迭代次数；y_l为第l次迭代后子问题的解；为第l次迭代后得到的最恶劣场景下不确定变量u的取值，子问题中，Ω(x,u)表示给定一组(x,u)时优化变量y的可行域；

第二步：采用强对偶理论和线性化理论，得到如下的子问题的对偶问题：

其中，B＝(B_PV(t),B_L(t))^T为二进制变量，取值为1时相应时段的不确定变量即取到区间的边界；Γ_PV和Γ_L分别为光伏出力和负荷功率的鲁棒调节参数，可用于调节最优解的保守性取值越大得到的方案越保守，反之，方案则越冒险；B′＝(B'_PV(t),B'_L(t))^T为连续辅助变量，为对偶变量的上界，取为足够大的正实数；

第三步：采用混合整数线性规划方法对主问题和子问题的对偶问题进行交替求解。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第三步如下：

1)给定一组不确定变量u的取值作为初始的最恶劣场景，设定最终调度方案对应的运行成本下界LB＝－∞，上界UB＝+∞，迭代次数k＝1；

2)根据最恶劣场景求解主问题，得到最优解其中，主问题的目标函数值作为新的下界

3)将求得的主问题解代入子问题的对偶问题中，得到子问题对偶问题的目标函数值和相应的最恶劣场景下不确定变量u的取值更新上界

4)给定算法的收敛阈值为ε，若UB-LB≤ε，则停止迭代，返回最优解和否则增加变量y^k+1及如下约束：

α≥c^Ty^k+1,

Dy^k+1≥d,

Ky^k+1＝0,

Fx+Gy^k+1≥h,

令k＝k+1，跳转至2)直至算法收敛，得到原问题的最优解。