一种微能源群网的主网鲁棒优化调度方法及系统与流程

本发明涉及微能源网与大电网间新能源交互的经济调度模型的建模与求解技术，具体涉及一种微能源群网的主网鲁棒优化调度方法及系统。

背景技术：

1、微能源群网包括分别与主网连接的多个微能源网，其微能源网由光伏站、风电场、储能站、微型发电机以及本地的负荷通过母线连接组成。如图1所示，主网通过输电线路l和变压器的联络线连接m个场景微能源网和主网的通路，从而构成“微-主网”系统。微能源群网是微能源和储能装置协同转化、分配和存贮等功能和各类用户构成，是一种风光新能源可持续发展的“微-主网”系统。由于微能源群网风光新能源出力不确定性导致“微-主网”系统优化调度方案很难达到预期效果。因此，实现具有鲁棒优化调度对于“微-主网”系统运行具有重要意义。

2、目前“微-主网”系统优化调度存在以下问题：1.在微能源群网的优化调度中，对风光新能源的不确定性考虑不充分，没有充分考虑储能站的协同作用，严重导致弃风、弃光现象；2.缺乏微能源群网与主网间的电量联动，交易机制过于简单；3.对基于多维多目标的优化调度模型求解方法，要么过于简单要么过于复杂，最终导致调度优化结果与实际需求存在一定偏差。

3、主网的鲁棒优化调度假定大电网在稳定运行且无故障的情况下，尽可能追求主网与微能源群网间生产费用最优的调度方案。对于微能源群网，主网主要关注购买/售出的电能，从而得到收取/支付电费的费用，微能源群网根据风光新能源的出力情况，以运行成本最小为目标有效协同各个可控单元的出力，满足本地负荷需求。针对微能源群网与主网的联络线，侧重联络线上的电能交互。主网与微能源群网的交互过程中，双方均寻求各自供电成本最小的鲁棒优化调度方案。微能源群网在满足本地负荷需求之后，同时依据各个微能源网的经济性最优目标与主网进行联络线的功率交互。主网与微能源群网双方均由各自控制中心进行鲁棒优化调度计算，实现各自利益最大化的同时，并通过联络线进行功率互换，存在相互影响以及较强的耦合性。总而言之，由于微能源群网的风光新能源不确定性、微-主网联络线功率的交互耦合以及双方利益博弈等问题，导致现有微能源群网的主网鲁棒优化调度方法存在调度优化求解困难的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种鲁棒性强、效率高的微能源群网的主网鲁棒优化调度方法及系统，以解决现有微能源群网的主网鲁棒优化调度方法存在调度优化求解困难的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种微能源群网的主网鲁棒优化调度方法，包括：

4、s101，针对多个微能源群网通过联络线与主网连接构成的电力系统，以电力系统的最小运行成本为目标函数分别建立微能源群网和主网的调度模型，所述微能源群网和主网的调度模型中包括以最小化主网运行总成本为目标函数的主网调度模型和以最小化微能源群网运行总成本为目标函数的微能源群网调度模型，且主网调度模型和微能源群网调度模型中均包含微能源群网向主网的购买/售出电量；当微能源群网中有多余电能通过联络线向主网售电时，在主网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟发电量，在微能源群网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟负荷；当微能源群网需通过联络线向主网购电时，在主网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟负荷，在微能源群网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟发电量；并以所述购买/售出电量作为决策变量；

5、s102，对主网调度模型求解得到所述购买/售出电量的初始值并将所述购买/售出电量的初始值作为决策变量的初始值，然后基于决策变量的初始值开始迭代求解主网调度模型和微能源群网调度模型中的决策变量，直至某一轮迭代求解得到的微能源群网调度模型的决策变量与主网调度模型的决策变量之间的差值的绝对值小于或等于预设值，并将最后得到的由各个微能源群网最终的决策变量构成的最优调度方案输出。

6、作为上述技术方案的进一步改进：

7、所述主网调度模型的目标函数的函数表达式为：

8、

9、上式中，min表示取最小值，为目标函数，为主网交易电价，为t时刻的主网母线的注入有功功率，为网损电价，为t时刻的线路网损的有功功率，为微能源群网向主网的购买或售出电价，为t时刻第k个微能源群网向主网的购买/售出电量，为t时刻的主网负荷的有功功率，为t时刻的主网负荷的无功功率，为t时刻的线路网损的无功功率，、和分别为节点电压、最大和最小节点电压的允许值，为主网的联络线罚函数，为t时刻的罚函数一次项因子，为t时刻的罚函数二次项因子，为t时刻主网从第k个微能源群网的购买电量，为求解得到的t时刻第k个微能源群网向主网的售出电量，t为时刻标识，t为调度阶段，k为微能源群网标识，m为微能源群网的数量。

10、所述微能源群网调度模型的目标函数的函数表达式为：

11、，

12、

13、

14、

15、上式中，为微能源群网调度方案，为微能源群网传递给主网的联络线功率，为微能源群网的运行成本，为微能源群网的调控惩罚，为微能源群网的不确定集变量，为微能源群网的调控方案，、为微型发电机的运行成本系数，为t时刻第k个微能源群网中微型发电机的发电功率；为光伏电价，为t时刻第k个微能源群网中光伏站的发电功率，为风电电价，为t时刻第k个微能源群网中风电场的发电功率；为储能站的放电电价，为t时刻第k个微能源群网中储能站的放电功率，为本地负荷运行成本，为t时刻第k个微能源群网中本地负荷的有功功率；为弃光成本，为t时刻第k个微能源群网中光伏站注入微能源网的功率，为弃风成本，为t时刻第k个微能源群网中风电场注入微能源网的功率，为微能源群网的联络线罚函数，为t时刻第k个微能源群网向主网的售出电量，为求解得到的t时刻主网从第k个微能源群网的购买电量。

16、步骤s102中基于决策变量的初始值开始迭代求解主网调度模型和微能源群网调度模型中的决策变量时，每一轮迭代求解过程包括：首先将本轮迭代求解的决策变量初始值代入微能源群网调度模型，求解各个微能源群网调度模型，得到各个微能源群网的购买/售出电量；然后将购买/售出电量作为已知量代入主网调度模型，求解主网调度模型，得到主网的购买/售出电量，并将主网的购买/售出电量作为下一轮迭代求解的决策变量初始值。

17、步骤s102包括：

18、s201，读取主网调度模型和微能源群网调度模型的初始参数，置迭代次数j=1；

19、s202，对主网调度模型求解，得到初始时刻主网的购买/售出电量以及初始时刻的罚函数一次项因子和罚函数二次项因子的初始值；将初始时刻主网的购买/售出电量以及初始时刻的罚函数一次项因子和罚函数二次项因子的初始值传递给微能源群网调度模型；

20、s203，分别利用求解器针对m个微能源群网的微能源群网调度模型进行第j次求解，获得t时刻各个微能源群网的购买/售出电量；

21、s204，将微能源群网调度模型第j次求解得到的t时刻各个微能源群网的购买/售出电量传递给主网调度模型，利用求解器针对主网调度模型求解，得到t时刻主网的购买/售出电量；

22、s205，分别判断第j次求解得到的t时刻各个微能源群网的购买/售出电量与t时刻主网的购买/售出电量之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值是否成立，若不成立，则将主网调度模型第j次求解得到的t时刻主网的购买/售出电量传递给微能源群网调度模型，更新t时刻的罚函数一次项因子和罚函数二次项因子，将迭代次数j加1，跳转步骤s203，否则，将第j次求解得到的m个微能源群网的调度方案以及主网的调度方案作为最终得到的求解结果输出。

23、步骤s205中更新t时刻的罚函数一次项因子和罚函数二次项因子的函数表达式为：

24、

25、上式中，和分别为第j和j-1次迭代求解的罚函数一次项因子，和分别为第j和j-1次迭代求解的罚函数二次项因子，为更新系数，为第j-1次迭代求解的t时刻第k个微能源群网向主网的售出电量，为第j-1次迭代求解的t时刻主网从第k个微能源群网的购买电量。

26、所述微能源群网调度模型还包括下述约束条件：光伏站运行约束、风电场运行约束、储能站的充放电功率约束、储能站的充放电容量约束、微型发电机运行约束以及弃风与弃光的约束。

27、本发明还提供一种微能源群网的主网鲁棒优化调度系统，包括：

28、微能源群网和主网建模程序单元，用于针对多个微能源群网通过联络线与主网连接构成的电力系统，以电力系统的最小运行成本为目标函数分别建立微能源群网和主网的调度模型，所述微能源群网和主网的调度模型中包括以最小化主网运行总成本为目标函数的主网调度模型和以最小化微能源群网运行总成本为目标函数的微能源群网调度模型，且主网调度模型和微能源群网调度模型中均包含微能源群网向主网的购买/售出电量；当微能源群网中有多余电能通过联络线向主网售电时，在主网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟发电量，在微能源群网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟负荷；当微能源群网需通过联络线向主网购电时，在主网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟负荷，在微能源群网调度模型中将所述购买/售出电量视为虚拟发电量；并以所述购买/售出电量作为决策变量；

29、模型迭代求解程序单元，用于对主网调度模型求解得到所述购买/售出电量的初始值并将所述购买/售出电量的初始值作为决策变量的初始值，然后基于决策变量的初始值开始迭代求解主网调度模型和微能源群网调度模型中的决策变量，直至某一轮迭代求解得到的微能源群网调度模型的决策变量与主网调度模型的决策变量之间的差值的绝对值小于或等于预设值，并将最后得到的由各个微能源群网最终的决策变量构成的最优调度方案输出。

30、本发明还提供一种微能源群网的主网鲁棒优化调度系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行上述微能源群网的主网鲁棒优化调度方法。

31、本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行上述微能源群网的主网鲁棒优化调度方法。

32、与现有技术相比，本发明的优点在于：

33、本发明的主网调度模型和微能源群网调度模型中均包含购买/售出电量这一耦合决策变量，通过分别将购买/售出电量视为不同的参数并在主网和微能源群网调度模型中分别迭代求解决策变量，使决策变量不断朝着最优方向靠近，最终得到满足收敛条件的决策变量，从而得到最优调度结果，鲁棒性强，能有效解决由于主网与微能源群网通过联络线进行功率互换存在的相互影响以及较强的耦合性导致微能源群网的主网鲁棒优化调度方法中调度优化求解困难的问题。