[发明专利]考虑多维不确定性的信息物理主动配电系统互动规划方法

说明书

本发明涉及考虑多维不确定性的信息物理主动配电系统互动规划方法，属于信息物理主动配电系统技术领域，从三个层面剖析了CPADS的整体架构组成，引出了通信链路失效对于CPADS的潜在威胁；充分考虑主动控制设备的选址或选型、投资约束和运行控制约束，计及潮流约束、系统安全约束等，实现了基于信息‑物理强耦合交互的且旨在最小化年度投资‑运行综合成本的CPADS协调规划整体建模；对于模型中所存在的调度决策变量‑规划决策变量‑通信链路有效性决策变量连续相乘的非线性项，基于big‑M法将其逐层线性化；构建了来自信息域和物理域的多维不确定性集合，基于以通信链路失效为代表的典型信息系统故障场景等。实现信息物理主动配电系统的协调规划和落地应用。

技术领域

本发明属于信息物理主动配电系统技术领域，具体涉及考虑多维不确定性的信息物理主动配电系统互动规划方法。

背景技术

近年来，随着智能配电网建设不断推进发展，信息系统与配电物理系统持续加深耦合，信息流和能量流正趋向于协同互动，传统配电网正逐渐演变为信息-物理主动配电系统(cyber-physical active distribution system,CPADS)。信息系统的广泛普及和融合应用为配电网物理域实现主动控制以及消纳清洁能源提供了坚实的技术支撑。但与此同时，信息系统的固有缺陷特性以及当前所应用技术方案的尚未成熟也为电网带来了一系列来自信息域的不确定性，其与高渗透分布式电源带来的不确定性相互加持，正为配电网的规划与运行带来新的挑战。鉴于此，如何有机统筹配电系统考虑信息域-物理域的多维不确定性，实现CPADS的协调规划和落地应用是当前亟需解决的关键科学问题。

发明内容

本发明目的在于提供考虑多维不确定性的信息物理主动配电系统互动规划方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，信息系统的固有缺陷特性以及当前所应用技术方案的尚未成熟也为电网带来了一系列来自信息域的不确定性，其与高渗透分布式电源带来的不确定性相互加持，正为配电网的规划与运行带来新的挑战。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

考虑多维不确定性的信息物理主动配电系统互动规划方法，包括以下步骤：

S1、分析信息物理主动配电系统整体架构和通信链路失效情况；

S2、考虑主动控制设备的选址或选型、投资约束和运行控制约束；计及支路潮流约束、系统安全约束、变电站功率约束、分布式电源功率约束、失负荷约束、网络辐射性和连通性约束，实现基于信息-物理强耦合交互的且旨在最小化年度投资-运行综合成本的CPADS协调规划整体建模；

S3、对模型中所存在的调度决策变量、规划决策变量、通信链路有效性决策变量连续相乘的非线性项，基于big-M法将进行逐层线性化；

S4、构建来自信息域和物理域的多维不确定性集合：基于以通信链路失效为代表的典型信息系统故障场景，提出考虑故障概率分布的信息域N-k不确定性集合，而对于物理域中风力发电、光伏发电和负荷需求的不确定性则以盒式不确定性集合来表征；

S5、将CPADS协调规划模型重构为一个数据驱动下的两阶段鲁棒优化数学框架，并将其分解成一个主问题和两个分步子问题后借助CCG算法迭代求解，两个分步子问题分别用SP-1和SP-2表示，其中SP-1旨在得到物理域最恶劣的场景，SP-2旨在得到信息域最恶劣的场景。

进一步的，所述步骤S1中信息物理主动配电系统整体架构如下：

由信息系统和物理系统构成；其中，

信息系统分为三个层次结构：应用层、通信层和接入层；应用层包括配电自动化中心、数据采集与监控服务器、管理信息系统服务器；通信层包括无线Mesh网络、以太网无源光网络以及基于光纤同步数字体系或多业务传输平台的的环形主干网，其中主干网承接应用层和各个配电子站服务器；在智能终端的辅助下，接入层在维持物理系统中各类主动控制设备与上层信息系统之间的实时通信方面履行着重要的职责；