[发明专利]一种考虑恢复量不确定的停电电网负荷恢复二阶锥规划方法

摘要

本发明公开了一种考虑恢复量不确定的停电电网负荷恢复二阶锥规划方法，对考虑不确定性的负荷恢复鲁棒优化模型进行改进，建立混合整数二阶锥形式的鲁棒模型并求解，获得负荷恢复鲁棒方案。该方法主要包括：1、建立停电电网负荷恢复确定性模型；2、基于信息间隙决策理论建立考虑负荷恢复不确定性的鲁棒优化模型；3、采用二阶锥松弛方法对优化模型中的非线性潮流方程凸优化松弛处理；4、线性化处理其余非线性约束条件；5、基于直流潮流模型分两阶段调用CPLEX求解优化模型，得到负荷恢复方案。该方法可以快速准确地获得负荷恢复方案，且能够承受一定范围内的负荷波动，可以保证电网恢复过程的安全性，具有一定的理论价值和工程价值。

主权项

1.一种考虑恢复量不确定的停电电网负荷恢复二阶锥规划方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1，建立电网恢复过程中确定性的负荷恢复优化模型；具体步骤为：步骤1‑1，确定每一时步负荷恢复的优化目标为：式中f——加权负荷恢复量；n——网架重构每一时步的待恢复负荷节点数量；m_i——节点i上的负荷出线数；ω_ij——负荷出线的重要程度，采用一类负荷的比重表示；x_ij——1,0变量，表示负荷点是否投入；P_Lij——待恢复负荷出线在该时步内预测负荷恢复量；步骤1‑2，确定负荷恢复过程中需要考虑的约束条件，包括：最大可恢复负荷量约束为：式中△P_Σ——每个时步已恢复电源的新增出力；N_G——当前已恢复电源；P_Gi(t)——t时刻已恢复电源出力；单次投入负荷最大有功约束为：式中P_Lmax——负荷最大有功投入量；P_Ni——机组i的额定有功出力；△f_max——暂态频率最大允许下降值；df_i——机组i的暂态频率响应值；各节点单次投入负荷最大无功约束为：式中Q_Limax——节点i负荷最大投入无功量；△U_imax——节点i暂态电压最大允许变化量；U_iN——节点i额定电压；S_isc——节点i的短路容量；稳态潮流约束为：式中P_di——节点i的有功注入功率；Q_di——节点i的无功注入功率；V_i——节点i的电压；G_ij——节点i与j之间的电导；B_ij——节点i与j之间的电纳；N——节点个数；δ_ij——V_i与V_j的相角；机组出力、电压约束为：式中P_Gi——机组的有功出力；Q_Gi——机组的无功出力；P_Gimax——机组有功的最大出力；P_Gimin——机组有功的最小出力；Q_Gimax——机组无功的最大出力；Q_Gimin——机组无功的最小出力；V_i——节点电压；V_imax——节点电压允许最大值；V_imin——节点电压允许最小值；步骤2，对步骤1所得的确定性的负荷恢复优化模型进行改进，建立考虑负荷恢复不确定性的鲁棒优化模型；具体步骤为：步骤2‑1，确定负荷恢复鲁棒模型的优化目标为负荷波动幅度最大，即：maxα步骤2‑2，采用信息差距模型表示实际的负荷恢复量：式中P_Eij——负荷节点i第j条出线的实际负荷恢复量；P_Lij——负荷节点i第j条出线的预期负荷恢复量；α——负荷量的波动幅度；负荷量的波动幅度的取值范围在0‑1之间：0≤α≤1步骤2‑3，根据确定性的负荷恢复优化模型的最优解确定负荷恢复的可接受最小恢复量，由下式确定：B_c＝(1‑δ)B₀式中δ——偏差因子，即预期目标和确定性模型最优解之间的偏差程度，取值范围为[0，1)；B₀——优化模型求得的最优解；B_c——负荷恢复的可接受最小恢复量；步骤2‑4，将确定性的负荷恢复优化模型中的优化目标转变为鲁棒优化模型的约束条件，即保证在波动情况下最小的负荷恢复量能满足预期目标：因为当每根出线实际负荷恢复量最小时，总的加权负荷恢复量最小，因此约束条件能够改为：步骤2‑5，修改确定性的负荷恢复优化模型中的最大可恢复负荷量约束，需要保证每根出线实际负荷恢复量最大时能满足约束，约束条件修改为：步骤2‑6，修改确定性的负荷恢复优化模型中的单次投入负荷最大有功约束和单次投入负荷最大无功约束，需要保证每根出线实际负荷恢复量最大时能满足约束，约束条件修改为：步骤2‑7，修改确定性的负荷恢复优化模型中的潮流约束，考虑负荷波动上、下限的潮流约束如下：步骤2‑8，确定性的负荷恢复优化模型中的机组出力和电压约束保持不变，与步骤2‑1至2‑7中的目标函数和约束条件共同构建成基于信息间隙决策理论的考虑负荷恢复不确定性的鲁棒优化模型；步骤3，采用二阶锥松弛方法对步骤2所得的鲁棒优化模型中的非线性潮流约束凸优化松弛处理；步骤4，利用线性化方法处理步骤2所得的鲁棒优化模型中的其余非线性约束条件；步骤5，基于直流潮流模型分两阶段调用CPLEX算法包求解上述处理过的优化模型，得到负荷恢复方案。