大规模光伏电站接入电网可调节鲁棒优化调.pptx

随着光伏电站接入电网的比例不断提高，光伏电站出力的随机性和波动性给电力系统优化调度带来较大影响。本文针对含有大规模光伏电站的电力系统动态优化调度问题，提出基于不确定区间可调节鲁棒优化理论，构建可靠性与经济性相协调的含大规模光伏电站的电力系统不确定区间可调节鲁棒优化调度模型。并进一步根据本文所构建的优化调度模型推导得到一个不确定性预算决策方法，从而降低了不确定性预算决策的盲目性。此外，鉴于微分进化算法具有全局搜索能力强，鲁棒性好，精度高，收敛速度快等优点，采用微分进化算法对本文提出的不确定区间可调节鲁棒优化调度问题进行求解，并用算例进行测试，以验证所提方法的有效性和实用性。目录01020304现代鲁棒优化理论不确定区间可调节鲁棒优化调度建模与求解仿真分析结论鲁棒优化简介 鲁棒优化采用不确定集合描述不确定性得到的最优解对不确定 集合内的任意元素都能够保证可行性和有效性。含大规模光伏电站的电力系统优化调度就属于典型的鲁棒优化问题。受光伏发电不确定性因素的影响，对决策者而言，最关心的是优化调度方案在光伏发电难以确定的情况下是否能够满足相应的安全稳定性约束要求。上述鲁棒优化问题可用下式进行描述：式中：x 为决策变量；为不确定参数；X 为 1 个决策变量集；U 为 1 个有界不确定集合。式(1)是一个半无限优化问题，通常不易求解，鲁棒优化的核心思想是将式(1)转化或逼近为多项式可解的问题。不确定区间可调节鲁棒优化 不确定区间可调节鲁棒优化方法：通过引入一个用来描述决策者对于鲁棒优化保守性判断的可调节参数，以实现对不确定元素取值区间的缩放，从而可将难以处理的不确定区间约束条件转化为一般确定性约束或是较易处理的线性鲁棒优化约束 本文正是基于该方法对大规模光伏电站接入电网优化调度问题中不确定性因素进行处理并将其转化为易于处理的鲁棒对等式。太阳能光伏电站出力的不确定性 由于太阳能光伏电站出力周期性和随机性的特点，本文考虑光伏电站出力的形式为考虑不确定性下的目标函数约束条件1）功率平衡约束；2）发电机组出力约束；3）旋转备用容量约束；4）最小开/关时间限制；5）爬坡率限制 将不确定性预算与光伏电站数的比值定义为不确定性预算系数，根据上式得出光伏电站数、不确定性预算系数以及越限概率的关系，如图随着系统中接入光伏电站数目不断增多，旋转备用容量约束越限概率不断降低；随着不确定性预算系数不断降低，旋转备用容量约束越限概率不断升高。仿真分析 图 5 为系统中接入光伏电站数目与约束条件可达到最大置信度max 的关系图。可以看出，随着系统中接入光伏电站的数目增多，约束条件可达到最大的置信度不断提升，反映出光伏电站数目对于整个电力系统稳定运行的支撑作用。图 6 为不同调度方式下优化调度成本随光伏电站出力变化的变化图。从图中可以看出随着光伏电站出力变化幅度的增大，常规鲁棒优化调度成本较传统优化调度成本变化幅度较小，这是由于当光伏电站出力波动较大时，传统优化调度为了保证系统可靠运行，就必须改变以经济性最优为目标确定的机组最优出力计划，导致系统的运行成本不断升高。而常规鲁棒优化调度由于考虑了光伏电站出力的随机性，使得调度结果的鲁棒性更强。从图 7 中最恶劣场景下随不确定性预算的改变旋转备用不等式约束越限概率变化曲线可以看出，随着不确定性预算的增大，不等式约束越限概率不断降低。这是由于随着不确定性预算取值的不断增大，意味着在调度过程中考虑光伏电站出力在给定区间内可能突变幅度增大，对系统可靠性的要求提高，使得结果的鲁棒性增强。结论 本文针对含有大规模光伏电站的电力系统优化调度问题，提出一种考虑可靠性和经济性相协调的不确定区间可调节鲁棒优化调度模型，其显著优越性为：1）将光伏电站出力的不确定性考虑到常规优化调度模型中，使得求解结果具有鲁棒性，增强了系统运行的可靠性。2）提出一种不确定性预算的概念，根据实际系统运行可靠性要求可设置不同的不确定性预算，使得系统在一定的运行可靠性前提下尽可能的降低系统优化调度成本，提高了系统运行的经济性。