多源动态最优潮流的分布鲁棒优化方法
发布时间：2021-10-05 14:49
针对大规模清洁能源接入电网引起的系统鲁棒性和经济性协调问题,提出含风–光–水–火多种能源的分布鲁棒动态最优潮流模型。采用分布鲁棒优化方法将风光不确定性描述为包含概率分布信息的模糊不确定集。将模糊不确定集构造为一个以风光预测误差经验分布为中心,以Wasserstein距离为半径的Wasserstein球。在满足风光预测误差服从模糊不确定集中极端概率分布情况下最小化运行费用。由于梯级水电厂模型为混合整数模型,为了提高计算效率,将交流潮流近似为解耦线性潮流。最后,某703节点实际电力系统的仿真结果表明,所提方法可以通过控制样本大小和Wasserstein半径置信度的方法有效平衡系统的鲁棒性与经济性。
【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
发电厂最优出力分布功02时刻00:0005:0015:0020:0001:0010:001
eriodundersamplesize1000表1所提模型在不同样本大小下的计算时间Tab.1ComputationalTimeoftheproposedmodelunderdifferentsamplesizes样本大小计算时间/s样本大小计算时间/s10008.31500008.3950008.121000008.34100008.27——4.2与其他不确定优化方法的比较为了验证本文所提模型的鲁棒性和经济性，首先比较不同样本大小下的目标函数值和蒙特卡洛方法(Monte-Carlomethod，MCM)所得运行费用的分布。由蒙特卡洛方法抽取10000个真实风光预测场景代入模型计算，得到运行费用的分布。图3展示了不同样本大小下模型的目标函数值和蒙特卡洛方法所得结果的分布。由上到下样本数量递增。如图所示，无论样本的大小是多少，由真实场景计算所得的运行费用总是分布在模型目标函数值的左侧。说明根据模型所做的决策能够应对系统真实运行中可能出现的风光预测场景，具有鲁棒性。随着样本大小的增加，它们之间的距离在减校这是因为随着样本大小的增加，模糊不确定集在缩小，极端概率分布趋向于真实的概率分布。这也说明了获取的样本越多，模型解的保守度越低，经济性越好。为了说明所提模型的优越性，与RO和SO模型进行比较分析。RO模型参考文献[11]。SO模型频数1500015001500015000运行费用/(106$)1.1441.1451.1461.1481.1471500001.1471.1481.1481.1491.1501.1491.1551.1561.1581.157图3不同样本大小下所提模型的目标函数值与蒙特卡洛运行费用的分布Fig.3ObjectivefunctionvalueoftheproposedmodelandtheirdistributionofoperationalcostbyMCMunderdifferentsamplesizes
诵兄锌?能出现的所有风光预测场景，在实际使用时有一定风险。再结合图3可以看出，所提模型的结果介于RO和SO之间，且能够灵活调节。这与RO忽略概率分布信息而过于保守，SO假定精确的概率分布而过于绝对的特点相吻合。运行费用/(106$)频数01.14315001.1441.1451.1461500ROSO01.1561.1571.1581.1591.160图4RO、SO模型的目标函数值与它们的蒙特卡洛运行费用的分布Fig.4ObjectivefunctionvalueofRO,SOmodelandtheirdistributionofoperationalcostbyMCM图5进一步比较了蒙特卡洛方法求得的3种模型的平均运行费用。如图所示，当样本数量较小时，所提模型的解趋向于RO的解，当样本数量较多时，它趋向于SO的解。这说明所提模型能够通过历史数据样本的规模有效平衡解的鲁棒性和经济性。此外，无论样本大小是多少，随着Wasserstein样本大小/104费用/(106$)1.14501.1501.1551.160510010050Wasserstein半径置信度/%图5系统的真实运行费用随历史数据和Wasserstein半径置信度的变化Fig.5TherealoperationcostofthemodelchangeswithsamplesizesandWassersteinradiusconfidence半径置信度的增加，系统的运行费用在增加。特别的，当置信度为0%时，不同历史数据下所提模型的运行费用与SO模型的运行费用相同；当置信度趋于100%时，所提模型的运行费用趋于RO的运行费用。根据Wasserstein距离的性质不难发现，当置信度为0%时，Wasserstein半径为0，此时模糊不确定集仅含有经验分布，所提模型退化为SO。而当置信度趋于100%时，Wasserstein半径趋于无穷，
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及风电不确定性的随机安全约束机组组合[J]. 汪超群,韦化,吴思缘. 电网技术. 2017(05)
[2]电力环保经济调度矩不确定分布鲁棒优化方法[J]. 周任军,闵雄帮,童小娇,陈瑞先,李献梅,刘志勇. 中国电机工程学报. 2015(13)
[3]采用条件风险方法的含风电系统安全经济调度[J]. 周任军,姚龙华,童小娇,彭莎,李斯. 中国电机工程学报. 2012(01)
本文编号：3419967
【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
发电厂最优出力分布功02时刻00:0005:0015:0020:0001:0010:001
eriodundersamplesize1000表1所提模型在不同样本大小下的计算时间Tab.1ComputationalTimeoftheproposedmodelunderdifferentsamplesizes样本大小计算时间/s样本大小计算时间/s10008.31500008.3950008.121000008.34100008.27——4.2与其他不确定优化方法的比较为了验证本文所提模型的鲁棒性和经济性，首先比较不同样本大小下的目标函数值和蒙特卡洛方法(Monte-Carlomethod，MCM)所得运行费用的分布。由蒙特卡洛方法抽取10000个真实风光预测场景代入模型计算，得到运行费用的分布。图3展示了不同样本大小下模型的目标函数值和蒙特卡洛方法所得结果的分布。由上到下样本数量递增。如图所示，无论样本的大小是多少，由真实场景计算所得的运行费用总是分布在模型目标函数值的左侧。说明根据模型所做的决策能够应对系统真实运行中可能出现的风光预测场景，具有鲁棒性。随着样本大小的增加，它们之间的距离在减校这是因为随着样本大小的增加，模糊不确定集在缩小，极端概率分布趋向于真实的概率分布。这也说明了获取的样本越多，模型解的保守度越低，经济性越好。为了说明所提模型的优越性，与RO和SO模型进行比较分析。RO模型参考文献[11]。SO模型频数1500015001500015000运行费用/(106$)1.1441.1451.1461.1481.1471500001.1471.1481.1481.1491.1501.1491.1551.1561.1581.157图3不同样本大小下所提模型的目标函数值与蒙特卡洛运行费用的分布Fig.3ObjectivefunctionvalueoftheproposedmodelandtheirdistributionofoperationalcostbyMCMunderdifferentsamplesizes
诵兄锌?能出现的所有风光预测场景，在实际使用时有一定风险。再结合图3可以看出，所提模型的结果介于RO和SO之间，且能够灵活调节。这与RO忽略概率分布信息而过于保守，SO假定精确的概率分布而过于绝对的特点相吻合。运行费用/(106$)频数01.14315001.1441.1451.1461500ROSO01.1561.1571.1581.1591.160图4RO、SO模型的目标函数值与它们的蒙特卡洛运行费用的分布Fig.4ObjectivefunctionvalueofRO,SOmodelandtheirdistributionofoperationalcostbyMCM图5进一步比较了蒙特卡洛方法求得的3种模型的平均运行费用。如图所示，当样本数量较小时，所提模型的解趋向于RO的解，当样本数量较多时，它趋向于SO的解。这说明所提模型能够通过历史数据样本的规模有效平衡解的鲁棒性和经济性。此外，无论样本大小是多少，随着Wasserstein样本大小/104费用/(106$)1.14501.1501.1551.160510010050Wasserstein半径置信度/%图5系统的真实运行费用随历史数据和Wasserstein半径置信度的变化Fig.5TherealoperationcostofthemodelchangeswithsamplesizesandWassersteinradiusconfidence半径置信度的增加，系统的运行费用在增加。特别的，当置信度为0%时，不同历史数据下所提模型的运行费用与SO模型的运行费用相同；当置信度趋于100%时，所提模型的运行费用趋于RO的运行费用。根据Wasserstein距离的性质不难发现，当置信度为0%时，Wasserstein半径为0，此时模糊不确定集仅含有经验分布，所提模型退化为SO。而当置信度趋于100%时，Wasserstein半径趋于无穷，
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及风电不确定性的随机安全约束机组组合[J]. 汪超群,韦化,吴思缘. 电网技术. 2017(05)
[2]电力环保经济调度矩不确定分布鲁棒优化方法[J]. 周任军,闵雄帮,童小娇,陈瑞先,李献梅,刘志勇. 中国电机工程学报. 2015(13)
[3]采用条件风险方法的含风电系统安全经济调度[J]. 周任军,姚龙华,童小娇,彭莎,李斯. 中国电机工程学报. 2012(01)
本文编号：3419967
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