[发明专利]一种计及储能快充电站的配电网两阶段鲁棒优化调度方法

权利要求书

1.一种计及储能快充电站的配电网两阶段鲁棒优化调度方法，其特征在于，以储能电动汽车充电站所属的配电网运行成本最小为目标函数，建立两阶段鲁棒优化调度模型，将两阶段鲁棒优化调度模型解耦为主问题模型和子问题模型；其中，在主问题模型中，设置一组待优化的调度策略参数，主问题约束包括：配电网潮流运行约束，储能最大充放电功率约束，储能在运行过程中允许的最大和最小剩余容量，静止无功补偿装置的最大补偿容量；在子问题模型中，子问题约束包括：电动汽车充电负荷和配电网潮流约束；将子问题模型转化为子问题对偶模型，设定待优化的调度策略参数的初值并代入至子问题对偶模型，对子问题进行求解；然后将子问题模型求解得到的一组子问题优化参数代入主问题模型中，求解得到一组更新后的调度策略参数，将更新后的调度策略参数再次代入子问题模型中，经过反复迭代，最终得到一组优化的调度策略参数；

具体包括如下步骤：

步骤1，建立储能快充电站充电负荷模型；

步骤2，由储能快充电站充电负荷模型，以配电网运行成本最小为目标函数，建立计及储能快充电站所属配电网的确定性优化调度模型；

步骤3，将确定性优化调度模型转换为主问题模型和子问题模型，求解得到一组优化的鲁棒调度策略参数；

步骤2中，建立计及储能快充电站所属配电网的确定性优化调度模型的方法包括：

步骤2-1，设立目标函数，假设储能充电站由配电网运营商经营，以储能充电站所在的配电网运行成本最小为目标函数，用C_grid表示配电网购电成本；用C_loss表示线路网损成本；用C_storage表示储能运行成本，则目标函数表示如下：

其中，

步骤2-2，确定约束条件，约束条件包括潮流约束、储能约束及静止无功补偿装置约束，其中，

潮流约束包括：

u_min≤u_i≤u_max； (11)；

0≤i_ij≤i_max； (12)；

储能约束包括：

静止无功补偿装置约束包括：

式(3)～式(17)中，C_grid为配电网购电成本；C_loss为线路网损成本；C_storage为储能运行成本；K_storage为折算后的储能单位充放电成本；表示t时刻节点j的储能变流器交流侧输入的有功功率；表示t时刻节点j的储能变流器交流侧输出的有功功率；η为储能系统的充放电效率；K_loss为单位网损成本；I_ij为电网支路ij的电流；R_ij为支路ij的电阻；Ω表示配电网中所有节点的集合；N_t表示调度时段总数；K_price(t)为t时刻的分时电价；P_grid(t)表示t时刻流入配电网的有功功率；P_ij表示从节点i向节点j流出的有功功率；P_jk表示从节点j向节点k流出的有功功率；Q_ij表示从节点i向节点j流出的无功功率；Q_jk表示从节点j向节点k流出的无功功率；P_j为节点j净负荷有功功率；Q_j为节点j净负荷无功功率；R_ij表示节点i和节点j间线路的电阻值；X_ij表示节点i和节点j间线路的电抗值；P_Lj为节点j原始负荷的有功功率；Q_Lj为节点j原始负荷的无功功率；为节点j的电动汽车充电负荷；为节点j的静止无功补偿装置发出的无功功率；表示节点j储能装置的充电功率；表示节点j储能装置的放电功率；i_ij表示支路i→j的电流幅值的平方项；u_i表示节点i电压幅值的平方项；u_min为节点电压下限的平方值；u_max为节点电压上限的平方值；i_max是支路电流上限的平方值；表示节点j储能变流器允许的最大充放电功率；λ_j表示节点j储能装置的充放电状态，取1时表示放电，取0时表示充电；E_storage(0)为储能在调度初始时刻的容量，和为储能在运行过程中允许的最大和最小剩余容量；为t时刻节点j的静止无功补偿装置发出的无功功率；表示静止无功补偿装置的最大补偿容量；

步骤3中，将确定性优化调度模型转换为主问题模型和子问题模型的方法包括：

步骤3-1，设x＝[λ，P_disj，P_chj，Q_svcj]为第一阶段优化变量，其中，λ为节点j储能各时段充放电状态列向量；P_chj为储能各时段充电功率列向量；P_disj为储能各时段放电功率列向量；Q_svcj为静止无功补偿装置输出无功功率列向量；设y＝[P_ij，Q_ij，u_i，i_ij]以及为第二阶段优化变量，其中，P_ij表示从节点i向节点j流出的有功功率；Q_ij表示从节点i向节点j流出的无功功率；u_i为节点i电压幅值的平方项；i_ij为支路i→j的电流幅值的平方项；为节点j的电动汽车充电负荷；设Δ(x,v)表示给定一组x和v后第二阶段优化变量y的可行域；设v位于箱型不确定集V内；将确定性优化调度模型转换为如下紧缩形式：

s.t.Rx≥r

箱型不确定集V表示如下：

式中：

N为式(4)中储能运行成本对应变量的系数矩阵；K为式(4)中网损成本和购电成本对应变量的系数矩阵；R为式(13)～式(17)中的对应变量的系数矩阵，r为常数列向量；A和C分别为式(5)、式(6)、式(7)、式(11)、式(12)中的等式两边对应变量的系数矩阵，a为常数列向量；D和E分别为式(9)、式(10)中的等式两边对应变量的系数矩阵；G和g分别表示式(8)中的不等式两边对应变量的系数矩阵；

为t时刻节点j的电动汽车充电负荷预测值；为t时刻节点j电动汽车充电负荷的偏差；

步骤3-2，将确定性优化调度模型的紧缩形式解耦为主问题模型和子问题模型；采用列约束生成算法对模型进行求解。