[发明专利]考虑元件频率特性的微电网鲁棒优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑元件频率特性的微电网鲁棒优化调度方法，在考虑风力和光伏发电出力不确定波动特性的条件下，建立了考虑各种元件频率响应特性的微电网鲁棒优化调度模型，并采用Benders分解法求解鲁棒优化调度模型，将原问题分解成子问题和主问题进行交替迭代以获得鲁棒优化调度方案。鲁棒优化模型的目标函数为网络损耗最大的极端场景下的微电网总运行成本最小，约束条件包含有功平衡约束，柴油机组运行特性，储能装置运行特性，线路频率特性，负荷频率特性，电压安全约束，频率安全约束，获得的调度方案能够保证系统在分布式风力和光伏发电出力的不确定波动范围内不会发生频率越限，保证了微电网的频率安全。

技术领域

本发明涉及电网调度技术领域，特别是涉及一种考虑元件频率特性的微电网鲁棒优化调度方法。

背景技术

纵观全球，绝大部分地区都是由传统大型电网进行供电，大容量发电机组基本都安装在靠近发电资源地区偏远的发电厂，多数负荷集中在人口密度较高经济发达的城市地区，通过高压输电线路将大量电力从发电厂输送到负荷中心地区。当传统电网中发生故障没有得到及时处理，可能会渐渐演变成大事故，使整个电网的大部分地区发生停电，造成重大的经济损失。另外，传统电网中以火力发电机为主，燃煤燃气发电会产生大量的二氧化碳二氧化硫等大气污染物，污染大气环境，影响人民的健康生活。

与传统的集中式大型电网不同，微电网是现代化的局部小规模电网。含有分布式能源系统的微电网有效地解决了大电网中存在的上述种种问题，得到广泛应用。它作为一个相对独立的小型系统，能够实现自我管理、控制和保护功能，可并网运行，又能切开连接处于自主运作状态，既有助于加强电网恢复稳定的能力，又有助于减轻电网的干扰；再加上微电网越来越多地采用不同类型的分布式能源发电，如太阳能发电系统、风力发电系统等，显著地减少二氧化碳的排放量，保护环境，符合可持续发展的要求。由于微电网能够整合多种形式能源并且满足负荷灵活接入的要求，还提供了在紧急情况下具有在孤岛模式和并网模式之间灵活自如的切换能力的良好解决方案，所以探讨微电网的运行调度有着特别重要的实用价值。

分布式风力和光伏电站等间歇性能源出力具有较大的不确定性，预测精度较低，给微电网运行时维持合格的电压和频率带来很大挑战。已有的微电网优化调度方法基本都没有考虑调度方案对于微电网频率的影响，如果微电网频率的波动超出安全允许范围，可能会造成严重的电力安全事故。因此，微电网动态优化调度不仅需要考虑风光发电功率的不确定性，还要考虑各种元件的频率响应特性。

目前，考虑光伏和风电等间歇性能源不确定性的微电网优化调度，常采用随机规划、模糊规划和鲁棒优化等不确定性优化方法。随机优化通过概率密度函数分析和随机模拟结合方式考虑不确定性因素，但随机规划需要准确知道不确定变量的概率分布模型，对大量的抽样结果进行统计计算，模糊优化将不确定性表示为模糊变量，将约束条件表示为模糊集合，并且用模糊隶属度表征约束条件满意程度，但模糊规划的不确定隶属度函数的确定依赖于有限的样本数据和决策者的经验，容易造成结果误差。鲁棒优化通过“集合”的形式描述问题中的不确定性变量，不需要知道不确定变量的概率分布，具有较好的泛化性能。

上述技术存在的缺点是：已有的考虑光伏和风电的微电网优化调度，常忽略了柴油机组、储能装置、线路和负荷的频率特性，当负荷和分布式发电功率发生剧烈变化时，可能会引起微电网系统的频率越限问题，造成安全隐患。另一方面，通过随机规划考虑不确定性，需要准确知道不确定变量的概率分布模型，通过模糊优化考虑不确定变量，不确定变量的隶属度函数的确定依赖于有限的样本数据和决策者的经验，容易造成结果误差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，有必要提供一种微电网鲁棒优化调度方法，将各种元件的频率响应特性考虑进来，已获得微电网的最优调度方案。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下。

一种考虑元件频率特性的微电网鲁棒优化调度方法，包括步骤：