[发明专利]基于场景分析的交直流混合微网分区二层优化运行方法

说明书

一种基于场景分析的交直流混合微网分区二层优化运行方法：采用不确定性场景分析中的随机模拟及反向场景缩减技术得到风‑光‑荷功率组合典型场景集，结合不同典型场景预先考虑风光荷随机波动会引起的有功功率调整，引入期望再调度成本建立交直流混合微网分区二层优化运行模型；然后采用混沌黑洞粒子群算法结合Yalmip优化软件对分区二层优化模型进行求解，得到微网整体(上层决策者)与交、直流区域(下层从属者)的协调优化结果；本发明充分发挥风光燃柴储发电优势互补，以使微网整体优化与交流区、直流区的优化达到一个更切实际、更有效的平衡状态，在提高交直流混合微网经济效益的同时对风光荷随机波动具有更强的适应性。

技术领域

本发明涉及一种交直流混合微网优化运行方法。特别是涉及一种基于场景分析的交直流混合微网分区二层优化运行方法。

背景技术

随着能源革命的兴起，能源需求不断增长，环境污染等问题不断恶化，促进了以风能、太阳能为代表的清洁可再生能源快速发展。可再生能源大部分以分布式发电(distributed generation，DG)的形式接入配电网，就地消纳，实现能源高效可靠利用。然而，分布式发电大规模接入电力系统仍极具挑战性，不仅使得整体成本升高，还会带来诸多如系统稳定性、供电可靠性、电能质量等技术问题。为协调分布式发电与电力系统的矛盾，寻求解决这些问题的措施，微网(microgrid)概念应运而生，并逐渐成为了国内外电力系统研究最新领域。交直流混合微网整合了交流微网与直流微网各自的优势，为不同种类分布式电源的规模化并网及互补供能提供了可靠途径，有效促进可再生能源消纳的同时实现节能降耗，可以更好地满足用户灵活多样的供用电需求，已成为微网发展的必然趋势之一。

目前，国内外相关单位和专家学者对交直流混合微电网的研究主要集中在微网的优化配置与运行、协调控制、潮流计算、安全稳定性、技术标准的制定及更新等方面。其中，交直流混合微网的优化运行是微网研究的热点和难点。而风电、光伏等间歇性可再生能源渗透率的提高及负荷的随机波动给交直流混合微网的运行带来一定的挑战。这些不确定因素不仅对微网制定发电计划、实时调度有功功率等产生一定的影响，而且功率的随机波动会导致电能质量的下降，会进一步影响微网运行的经济性、安全稳定性。因此，为了充分发挥交直流混合微网风光燃柴储多元互补特性，保证微网安全稳定运行的同时提高经济效益，计及风光荷不确定性的交直流混合微网优化运行研究具有重要意义。

交直流混合微网的分区结构决定了微网整体运行最优通常和交流区或者直流区运行最优不同时成立。因此，把交直流混合微网视为二层分散协调系统，采用分区二层模型对交直流混合微网优化运行问题进行建模，便于更好地协调微网整体与交、直流区域不同个体之间的利益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够充分发挥风光燃柴储发电优势互补，以使微网整体优化与交流区、直流区的优化达到一个更切实际、更有效的平衡状态的基于场景分析的交直流混合微网分区二层优化运行方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于场景分析的交直流混合微网分区二层优化运行方法，包括如下步骤：

1)以交直流混合微网日前优化调度为对象，在小时级时间尺度计及风电、光伏和负荷功率的不确定性，基于交直流混合微网风电、光伏和负荷功率预测出力数据，采用不确定性场景分析中的随机模拟及反向场景缩减技术得到风电、光伏和负荷功率最终典型场景集；

2)考虑风电、光伏和负荷功率随机波动会引起的有功功率调整，根据最终典型场景集中的每个典型场景，引入期望再调度成本建立交直流混合微网分区二层优化运行模型，其中，下层从属者包括交、直流区域优化运行子中心，分别以各区域内的DG出力为决策变量，以各区域运行成本最小为目标函数，以各区域功率平衡约束和DG运行约束为约束条件；上层领导者是交直流混合微网优化运行中心，是以交、直流区DG等值总发电量及从大电网购/售电量为决策变量，以微网综合运行成本最小为目标函数，以微网整体功率平衡约束、并网点传输功率限制约束和潮流断面传输功率约束为约束条件；