[发明专利]基于Wasserstein距离和分布鲁棒优化的清洁能源电源规划方法

说明书

本发明公开了基于Wasserstein距离和分布鲁棒优化的清洁能源电源规划方法，涉及电力系统规划技术领域，所述方法包括：S1：构建基于Wasserstein距离的风光出力不确定性集合；S2：建立分布式鲁棒优化下的电源规划模型；S3：将风光出力不确定性集合带入分布式鲁棒优化下的电源规划模型中进行求解，求解获得清洁能源电源规划方案。本方法与传统方法相比，本方法不确定集合的保守度较低，本方法适应复杂多变的运行环境的能力强，本方法可以有效求解。

技术领域

本发明涉及电力系统规划技术领域，具体地，涉及基于Wasserstein距离和分布鲁棒优化的清洁能源电源规划方法。

背景技术

传统的电网规划基础上，现有研究针对不同规划需求，建立了多种电网规划模型，多数模型仅涉及一个阶段性规划，缺乏对长期规划的统筹布局。加上可再生能源大规模的接入电网，给电网规划带来不确定性逐渐增大，仅仅依靠给定的备用率下的电力平衡约束得到规划方案无法满足电网稳定运行的要求。

目前很多研究在电网规划中考虑了电网运行问题，文献“范志成，朱俊澎，袁越，等.基于改进型直流潮流算法的主动配电网分布式电源规划模型及其线性化方法[J].电网技术, 2019(02):504-513.”。针对传统分布式电源规划，提出一种改进型直流潮流模型，在此模型的基础上考虑储能和多种协调优化装置，建立了分布式电源模型，但是该模型仅仅考虑一个阶段的电源规划，针对风光的不确定性，则采用K—均值聚类的方法对分布式电源的历史数据进行聚类处理，得到经典日下分布式电源的出力，所得到的决策鲁棒性较差。

文献“吴志，刘亚斐，顾伟，等.基于改进Benders分解的储能、分布式电源与配电网多阶段规划[J].中国电机工程学报,2019(16):4705-4715.”中提出了针对储能、分布式电源的多阶段配电网规划问题，通过协同考虑设备选址、配电网动态重构等优化目标，建立二阶锥优化模型。但是模型中没有考虑风光的不确定性，仅仅选择一年中的典型日进行下层电网运行的优化。文献“贺帅佳，高红均，刘俊勇，等.计及需求响应柔性调节的分布鲁棒DG优化配置[J].中国电机工程学报,2019(08):2253-2264.”以配电公司运营商年利润最大化为优化目标，考虑各种投资约束和运行约束，充分利用需求响应和DG出力的历史数据，构建数据驱动的两阶段分布鲁棒DG优化配置模型。文中假设历史数据足够大时，能够使离散场景的发生概率的概率分布收敛到真实的概率分布，但是现实中，即使数据足够大，由于风电的预测误差接近于随机，离散场景的发生概率的概率分布最终很难收敛到真实的概率分布，所以这一假设是一种理想的假设。

文献“Cheng Wang,Rui Gao,Wei Wei et.Risk-Based Distributionally RobustOptimal Gas-Power Flow With Wasserstein Distance[J].IEEE TRANSACTIONS ONPOWER SYSTEMS, 2019(05):2190-2204”利用Wasserstein距离描述出真实分布和历史数据得到的经验分布下的模糊概率分布，并将此应用于电-气最优潮流问题中，得到鲁棒性和经济性相协调的优化决策。上述的电源规划均存在对不确定处理不足的问题和没有考虑火电规模化退出的情况，所得到规划存在鲁棒性较差和火电依旧运行。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种基于Wasserstein距离和分布鲁棒优化的阶段性清洁能源电源规划方法。

本发明具体的技术方案为：一种基于Wasserstein距离和分布鲁棒优化的阶段性清洁能源电源规划方法，包括构建基于Wasserstein距离的风光出力不确定性集合和建立分布式鲁棒优化下的电源规划模型，所述的基于Wasserstein理论的风光出力不确定性集合通过求解 Wasserstein球下的模糊概率模型得到，求得的风光出力不确定性集合带入分布式鲁棒优化下的电源规划模型中，求解电源规划模型以得到阶段性清洁能源电源规划方案：