大規(guī)模光伏電站接入電網(wǎng)可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度

隨著光伏電站接入電網(wǎng)的比例不斷提高，光伏電站出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性給電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度帶來(lái)較大影響。本文針對(duì)含有大規(guī)模光伏電站的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，提出基于不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化理論，構(gòu)建可靠性與經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)的含大規(guī)模光伏電站的電力系統(tǒng)不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度模型。并進(jìn)一步根據(jù)本文所構(gòu)建的優(yōu)化調(diào)度模型推導(dǎo)得到一個(gè)不確定性預(yù)算決策方法，從而降低了不確定性預(yù)算決策的盲目性。此外，鑒于微分進(jìn)化算法具有全局搜索能力強(qiáng)，魯棒性好，精度高，收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)，采用微分進(jìn)化算法對(duì)本文提出的不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行求解，并用算例進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證所提方法的有效性和實(shí)用性。目錄01020304現(xiàn)代魯棒優(yōu)化理論不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度建模與求解仿真分析結(jié)論魯棒優(yōu)化簡(jiǎn)介

魯棒優(yōu)化采用不確定集合描述不確定性得到的最優(yōu)解對(duì)不確定集合內(nèi)的任意元素都能夠保證可行性和有效性。含大規(guī)模光伏電站的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度就屬于典型的魯棒優(yōu)化問(wèn)題。受光伏發(fā)電不確定性因素的影響，對(duì)決策者而言，最關(guān)心的是優(yōu)化調(diào)度方案在光伏發(fā)電難以確定的情況下是否能夠滿(mǎn)足相應(yīng)的安全穩(wěn)定性約束要求。上述魯棒優(yōu)化問(wèn)題可用下式進(jìn)行描述：式中：x為決策變量；ξ為不確定參數(shù)；X為1個(gè)決策變量集；U為1個(gè)有界不確定集合。式(1)是一個(gè)半無(wú)限優(yōu)化問(wèn)題，通常不易求解，魯棒優(yōu)化的核心思想是將式(1)轉(zhuǎn)化或逼近為多項(xiàng)式可解的問(wèn)題。

不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化

不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化方法：通過(guò)引入一個(gè)用來(lái)描述決策者對(duì)于魯棒優(yōu)化保守性判斷的可調(diào)節(jié)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不確定元素取值區(qū)間的縮放，從而可將難以處理的不確定區(qū)間約束條件轉(zhuǎn)化為一般確定性約束或是較易處理的線(xiàn)性魯棒優(yōu)化約束本文正是基于該方法對(duì)大規(guī)模光伏電站接入電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題中不確定性因素進(jìn)行處理并將其轉(zhuǎn)化為易于處理的魯棒對(duì)等式。太陽(yáng)能光伏電站出力的不確定性

由于太陽(yáng)能光伏電站出力周期性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，本文考慮光伏電站出力的形式為考慮不確定性下的目標(biāo)函數(shù)約束條件1）功率平衡約束；2）發(fā)電機(jī)組出力約束；3）旋轉(zhuǎn)備用容量約束；4）最小開(kāi)/關(guān)時(shí)間限制；5）爬坡率限制

將不確定性預(yù)算與光伏電站數(shù)的比值定義為不確定性預(yù)算系數(shù)，根據(jù)上式得出光伏電站數(shù)、不確定性預(yù)算系數(shù)以及越限概率的關(guān)系，如圖隨著系統(tǒng)中接入光伏電站數(shù)目不斷增多，旋轉(zhuǎn)備用容量約束越限概率不斷降低；隨著不確定性預(yù)算系數(shù)不斷降低，旋轉(zhuǎn)備用容量約束越限概率不斷升高。仿真分析圖5為系統(tǒng)中接入光伏電站數(shù)目與約束條件可達(dá)到最大置信度max的關(guān)系圖?？梢钥闯觯S著系統(tǒng)中接入光伏電站的數(shù)目增多，約束條件可達(dá)到最大的置信度不斷提升，反映出光伏電站數(shù)目對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的支撐作用。

圖6為不同調(diào)度方式下優(yōu)化調(diào)度成本隨光伏電站出力變化的變化圖。從圖中可以看出隨著光伏電站出力變化幅度的增大，常規(guī)魯棒優(yōu)化調(diào)度成本較傳統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度成本變化幅度較小，這是由于當(dāng)光伏電站出力波動(dòng)較大時(shí)，傳統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度為了保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，就必須改變以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)確定的機(jī)組最優(yōu)出力計(jì)劃，導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行成本不斷升高。而常規(guī)魯棒優(yōu)化調(diào)度由于考慮了光伏電站出力的隨機(jī)性，使得調(diào)度結(jié)果的魯棒性更強(qiáng)。從圖7中最?lèi)毫訄?chǎng)景下隨不確定性預(yù)算的改變旋轉(zhuǎn)備用不等式約束越限概率變化曲線(xiàn)可以看出，隨著不確定性預(yù)算的增大，不等式約束越限概率不斷降低。這是由于隨著不確定性預(yù)算取值的不斷增大，意味著在調(diào)度過(guò)程中考慮光伏電站出力在給定區(qū)間內(nèi)可能突變幅度增大，對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求提高，使得結(jié)果的魯棒性增強(qiáng)。結(jié)論

本文針對(duì)含有大規(guī)模光伏電站的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，提出一種考慮可靠性和經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)的不確定區(qū)間可調(diào)節(jié)魯棒優(yōu)化調(diào)度模型，其顯著優(yōu)越性為：1）將光伏電站出力的不確定性考慮到常規(guī)優(yōu)化調(diào)度模型中，使得求解結(jié)果具有魯棒性，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的可