考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度方法技术

本发明专利技术提供考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度方法，电力交易阶段，建立了一种基于交替方向乘子法的Cell

【技术实现步骤摘要】
考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度方法


[0001]本专利技术涉及交直流混合配电网领域，具体是一种考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度方法。

技术介绍

[0002]据国际能源署预测，到2050年全球实现净零排放时，太阳能和风能发电量占比达36％。为实现这一目标，未来电网的形态和管理模式将发生根本性的变化。智能电网综合研究计划指出，未来电网的发电单元将从中央输电系统向分散的配电系统过渡。可再生能源(Renewable Energy Generation，REG)机组、直流负荷、储能、电动汽车的涌现，传统交流配电网在运行调度方面的劣势越来越明显，运行控制更加灵活的交直流混合配电网有望成为未来配电网的主要物理形态。同时，随着高比例REG、柔性负荷等接入配电网，配电网内部可控单元数量骤增，由配电系统运营商集中管控配电网内部所有可控单元难度增大，将配电网划分为若干具有REG、负荷的调控单元，即Cell，通过Cell内部自治、Cell间协调互助的方式，实现整个配网的有序管理，是未来配电网管理模式重要发展趋势之一。因此，面向交直流混合配电网开展基于Cell的分布式管理模式的经济调度研究，在考虑可再生能源出力波动性的基础上，实现交直流混合配电网的分布式经济调度具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度研究方法，用于实现相邻Cell间和跨Cell间的电力交易。
[0004]本专利技术所采用的技术方案如下所示：
[0005]步骤1：首先Cell运营商(Cell Operator，CO)依据可再生能源(Renewable Energy Generation，REG)出力的历史数据，聚类得到若干个不确定场景。然后，CO依据最恶劣场景下的源荷状况确定自身的购售电身份和交易需求量，且购电Cell运营商(Buyer Cell Operator，BCO)制定自身的基础价格。最后，CO将购售电身份、交易需求量上传给Cell系统运营商(Cell System Operator，CSO)，BCO上传基础价格给CSO。
[0006]本专利技术方案涉及到的Cell，定义如下：
[0007]Cell定义为在一定的电力或地理边界范围内，互连的分布式能源、储能以及负荷的灵活组合。
[0008]本专利技术方案所涉及到的各类CO，可由以下模型得到：
[0009]依据各Cell自身的供需比(Supply and Demand Ratio,SDR)，以“SDR＝1”为界限区分CO的购售电身份。Cell
‑
m的SDR如式(1)所示。为简化公式形式，本文在未引起歧义的前提下，在公式中省略关于时间t的标注。
[0010][0011]式中，是Cell
‑
m内部节点的集合；P
R,i
和P
L,i
分别是接入节点i的REG有功出力(kW)和有功负荷(kW)。
[0012]根据Cell购售电性质，将CO划分为购电Cell运营商(BCO)和售电Cell运营商(SCO)。若某CO管辖的Cell需要作为其他CO的交易功率的传输桥梁，则该CO还有另外一重身份——第三方Cell运营商(Third Party Cell Operator,TPCO)。三种CO的具体含义如下所示：
[0013](1)购电Cell运营商(BCO)
[0014]所辖Cell为购电Cell(Buyer Cell,BC)，所辖Cell的SDR≤1。
[0015](2)售电Cell运营商(SCO)
[0016]所辖Cell为售电Cell(Seller Cell,SC)，所辖Cell的SDR＞1。
[0017](3)第三方Cell运营商(TPCO)
[0018]当某交易涉及的BC与SC间无直接的电气连接时，需要若干第三方Cell(Third Party Cell,TPC)转运交易功率，管辖功率转运Cell的运营商即为TPCO。TPCO本身还可能是BCO或SCO。
[0019]步骤2：CSO告知各CO可交易路径、交易价格、核准功率、各售电Cell运营商(Seller Cell Operator，SCO)的可售电量、各BCO的缺供电量。
[0020]本专利技术方案所涉及到的各类交易功率和交易价格，可由以下模型得到：
[0021]2.1交易功率
[0022]计划功率是CO为实现自身供需平衡购入或出售的交易功率。计划功率需明确购售电双方，且双方应达成一致。有些计划功率需要通过TPC转运，称为过网功率。过网功率可能对流经的TPC运行安全性产生一定威胁，TPCO需对流经自身的过网功率进行确认或削减，并将结果报送CSO确认，确认后的功率称为核准功率。
[0023](1)计划功率
[0024]记P
mn
‑
r
为Cell
‑
m计划通过路径r向Cell
‑
n出售的功率，若Cell
‑
m为SC，则P
mn
‑
r
为正，否则P
mn
‑
r
为负。假定Cell
‑
m为SC，Cell
‑
n为BC，由Cell
‑
m供出的功率流入Cell
‑
n的传输功率的计算公式如式(2)
‑
(3)所示。
[0025][0026][0027]式中，是路径r上，Cell
‑
m与Cell
‑
n间TPC的数量；是TPC的预估损耗系数。
[0028]为保证BC内部的用电需求，在制定电力交易计划时，以BC接收的传输功率作为交易功率，所有的传输损耗全部由SC承担。式(2)中，SC提供的功率由交易功率和预估损耗组成。式(3)中，BC接收的传输功率未考虑跨Cell交易功率的传输损耗。
[0029](2)过网功率
[0030]依据TPC预估损耗系数，传输路径r上流出TPC
‑
o的、P
mn
‑
r
的预估过网功率如式(4)所示。
[0031][0032]式中，是路径r上，Cell
‑
m与TPC
‑
o间TPC的数量。
[0033]考虑到传输过程中的电能损耗，规定核算转运费用的过网功率数值为流入、流出TPC的电功率的平均值。
[0034](3)核准功率
[0035]若交易功率不需TPC进行传输，经过一轮电力交易和安全校验后，此交易功率即为校准功率。
[0036]若交易功率仅需一个TPC来传输，则CSO根据TPCO上传的过网功率削减计划，即可确定交易功率的校准功率。
[0037]但交易功率可能需要多个TPC来进行传输，而不同TPCO对同一交易功率的削减程度存在差异，且CSO无法知晓各TPC内部的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：首先Cell运营商(Cell Operator，CO)依据可再生能源(Renewable Energy Generation，REG)出力的历史数据，聚类得到若干个不确定场景，然后，CO依据最恶劣场景下的源荷状况确定自身的购售电身份和交易需求量，且购电Cell运营商(Buyer Cell Operator，BCO)制定自身的基础价格，最后，CO将购售电身份、交易需求量上传给Cell系统运营商(Cell System Operator，CSO)，BCO上传基础价格给CSO；步骤2：CSO告知各CO可交易路径、交易价格、核准功率、各售电Cell运营商(Seller Cell Operator，SCO)的可售电量、各BCO的缺供电量；步骤3：各CO依据基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)的Cell
‑
to
‑
Cell(C2C)交易模型制定交易计划并上传给CSO；步骤4：CSO更新指导功率并判断Cell间的交易计划是否达成一致，若一致，跳至步骤6；若不一致，跳至步骤5；步骤5：CSO更新交易价格、惩罚参数，并下发辅助信息至各CO，跳至步骤3；步骤6：仍存在交易需求的CO进行Cell
‑
to
‑
Grid(C2G)交易并将交易计划上传至CSO；步骤7：CSO告知各第三方Cell运营商(Third Party Cell Operator，TPCO)其所辖Cell各端面处流经的过网功率及其对应的核准功率；步骤8：TPCO依据基于分布式鲁棒优化(Distributionally Robust Optimization，DRO)的安全校核模型进行安全校核并将削减计划上传至CSO；步骤9：CSO判断各CO的跨Cell交易计划是否被削减，若存在CO的交易计划被削减，跳至步骤10；否则，结束经济调度；步骤10：CSO更新核准功率和CO可交易路径信息，跳至步骤2。2.根据权利要求1所述的考虑不确定性的交直流混合配电网分布式经济调度方法，其特征在于，所述的步骤3中的基于ADMM的C2C交易模型，具体模型如下所示：2.1目标函数：2.1目标函数：2.1目标函数：
Source Converter，VSC)注入配电网的AC有功功率(kW)、无功功率(kVar)；P
igrid
和分别是节点i的上级电网注入配电网的有功功率(kW)、无功功率(kVar)，对于DC配电网络，Branch Flow模型仍然适用，如下所示：Flow模型仍然适用，如下所示：Flow模型仍然适用，如下所示：Flow模型仍然适用，如下所示：式中，P
iVSC,DC
是节点i的VSC注入配电网的DC有功功率(kW)；(2)不确定性场景概率约束记基于L1范数和L
∞
范数的pr
s
的置信度集如式(17)所示：式(17)所示：式(17)所示：式中，θ1和θ
∞
分别是L1范数和L
∞
范数下的距离容忍水平；M为历史数据数量；N
Sce
为离散场景数量；(3)交易功率约束1)SCO的交易功率约束式中，和分别是Cell
‑
n在最恶劣场景下的净负荷功率(kW)和供需比；2)BCO的交易功率约束3)CO的计划功率与核准功率间的约束
式中，I
mn
‑
r
分别是P
mn
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏炜，郝童麟，徐弢，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：