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申请/专利权人：国家电网有限公司华北分部;中国石油大学(华东)

摘要：本发明公开了一种基于分散式和分布鲁棒的交直流混联系统调度方法，包括：构建多端直流电网的线性化潮流模型，以构建多端直流电网的灵活运行模型；基于可再生能源出力的随机不确定性，将换流站功率和发电机组出力联合优化，构建各交流区域电网的分布鲁棒联合机会约束调度模型；对分布鲁棒联合机会约束调度模型进行重构，得到对应的凸锥规划模型；根据灵活运行模型和凸锥规划模型，构建交直流混联系统的分散式调度模型；构建基于加速型交替方向乘子法的分散式并行策略，对分散式调度模型进行求解，得到系统决策方案。本发明通过协调优化交直流混联系统中的直流电网、换流站和交流区域电网，更充分地消纳交直流混联电网中接入的大规模可再生能源。

主权项：1.一种基于分散式和分布鲁棒的交直流混联系统调度方法，其特征在于，包括：构建多端直流电网的线性化潮流模型，并根据所述线性化潮流模型构建所述多端直流电网的灵活运行模型，包括：根据多端直流电网中的直流线路参数，构建所述多端直流电网的功率流模型；对所述多端直流电网的功率流模型进行处理，并构建线性化潮流模型；其中，所述线性化潮流模型为：公式（1），，式（1），表示时段集合，表示时刻直流线路的功率损耗，表示时刻直流线路的传输功率，表示直流线路的电阻，表示参考节点的基准电压；根据所述多端直流电网的线性化潮流模型，构建目标函数；其中，所述目标函数用于最小化所述多端直流电网的功率损耗，具体为：公式（2），，式（2）中，表示功率损耗成本系数，表示多端直流电网的节点集合；根据换流站的灵活运行特性，构建所述目标函数对应的约束条件；其中，所述目标函数对应的约束条件包含多端直流电网的功率平衡约束、换流站功率限制约束、换流站功率调整速率约束、换流站功率调整方向约束、换流站功率调整次数限制约束、换流站功率调整方向限制约束、以及换流站阶梯式运行特性约束；所述直流电网的功率平衡约束为：公式（3a），，式（3a）中，表示时刻换流站的功率，表示换流站集合；所述换流站功率限制约束为：公式（3b），，式（3b）中，、分别表示换流站的出力下限和出力上限；所述换流站功率调整速率约束为：公式（3c），，公式（3d），，式（3c）和式（3d）中，、分别表示时刻换流站的向上、向下功率调节状态标识，、分别表示换流站最大的向上、向下功率调节限制；所述换流站功率调整方向约束为：公式（3e），，公式（3f），，公式（3g），；所述换流站功率调整次数限制约束为：公式（3h），，式（3h）中，表示调度周期内换流站允许的功率调节次数；所述换流站功率调整方向限制约束为：公式（3i），，公式（3j），，式（3i）和式（3j）中，、表示较大的正常数；所述换流站阶梯式运行特性约束为：公式（3k），，公式（3l），，公式（3m），，式（3k）至式（3m）中，表示换流站调整一次功率后的最短持续时间，、分别表示时刻换流站是否开始、结束功率调节；根据所述目标函数及其对应的约束条件，构建所述多端直流电网的灵活运行模型；基于可再生能源出力的随机不确定性，将换流站功率和发电机组出力联合优化，构建各交流区域电网的分布鲁棒联合机会约束调度模型，包括：获取交流区域电网中火电机组的功率调整模型；其中，所述功率调整模型为：公式（4a），，公式（4b），，式（4）中，、分别表示时刻在不确定性发生后和预测场景下火电机组的出力，表示时刻火电机组的功率调节因子，表示交流区域电网中的火电机组集合，表示交流区域电网集合，表示时段集合；表示时刻风电场的预测误差；根据所述火电机组的功率调整模型，构建所述交流区域电网的优化目标；其中，所述优化目标用于最小化风电最恶劣情况下所述交流区域电网的期望发电成本，具体为：公式（5），，式（5）中，表示风电出力的概率分布，表示风电出力所有可能的概率分布集合，表示期望值，表示火电机组的耗量特性系数，表示火电机组的备用调节费用系数，、分别表示时刻火电机组的向上、向下备用调节量；构建所述优化目标对应的约束条件；其中，所述优化目标对应的约束条件包含所述交流区域电网的功率平衡约束、换流站功率注入限制约束、火电机组备用容量约束、风电最恶劣情况下的火电机组出力调整的联合机会约束、火电机组爬坡与滑坡速率的联合机会约束、以及线路传输容量的联合机会约束；所述交流区域电网的功率平衡约束为：公式（6a），，式（6a）中，、和分别表示交流区域电网中的风电场集合、负荷集合和换流站集合，表示时刻风电场的预测值，表示时刻节点的负荷，表示时刻换流站的功率；所述换流站功率注入限制约束为：公式（6b），，式（6b）中，、分别表示换流站的出力下限、上限；所述火电机组备用容量约束为：公式（6c），，公式（6d），，式（6c）和式（6d）中，、分别表示火电机组的出力下限、上限，、分别表示火电机组的向上、向下备用调节速率限制；所述火电机组出力调整的联合机会约束为：公式（6e），，所述火电机组爬坡与滑坡速率的联合机会约束为：公式（6f），，所述线路传输容量的联合机会约束为：公式（6g），，式（6e）至式（6g）中，表示火电机组的爬坡速率限制，表示时刻风电场的预测误差，表示联合机会约束的风险水平，、、、分别表示火电机组、风电场、负荷、换流站的功率转移分布因子，表示线路的传输功率上限，表示交流区域电网中的线路集合；根据所述优化目标及其对应的约束条件，构建所述交流区域电网的分布鲁棒联合机会约束调度模型；对所述交流区域电网的分布鲁棒联合机会约束调度模型进行重构，得到对应的凸锥规划模型，包括：将所述交流区域电网的分布鲁棒联合机会约束调度模型处理为紧凑形式，具体为：公式（7a），，公式（7b），，式（7a）表示紧凑形式的优化目标，表示火电机组的参与因子的集合，表示火电机组的其他决策变量的集合，表示和的可行域，表示基准场景下火电机组的发电成本和备用容量调整成本，和表示系数矩阵，系数矩阵的元素为0或1，表示风电预测误差向量；式（7b）表示紧凑形式的约束条件，和分别表示和的线性矩阵和向量运算符，表示机会约束条件的风险水平，表示机会约束条件的编号，表示联合机会约束条件集合；将紧凑形式的目标函数拆分为确定性项和最坏情况项；其中，所述确定性项为基准场景下火电机组的发电成本和备用容量调整成本，具体为：公式（8a），，所述最坏情况项为风电的不确定性实现后火电机组的增量发电成本，具体为：公式（8b），，式（8b）中，，是从传统确定性调度模型中获得的火电机组的最优出力值；通过Bonferroni不等式和条件风险价值近似算法，将风电最恶劣情况下的联合机会约束条件转换为易处理形式，以将所述交流区域电网的分布鲁棒联合机会约束调度模型重构为凸锥规划模型；其中，所述易处理形式的约束条件为：公式（8c），，公式（8c）中，表示约束条件的集合，和分别表示系数矩阵和的第行，表示约束条件的风险水平；根据所述多端直流电网的灵活运行模型和各所述交流区域电网的凸锥规划模型，构建交直流混联系统的分散式调度模型；包括：根据所述交流区域电网的输出功率与所述多端直流电网的输入功率相等的关系，获取交流区域电网与多端直流电网的耦合关系约束；根据所述交流区域电网与多端直流电网的耦合关系约束、所述多端直流电网的灵活运行模型和各所述交流区域电网的凸锥规划模型，构建交直流混联系统的分散式调度模型，具体为：公式（9a），，公式（9b），，式（9）中，表示多端直流电网的目标函数，表示交流区域电网的优化目标，表示多端直流电网中的耦合关系约束，表示交流区域电网中的耦合关系约束，、分别表示多端直流电网和交流区域电网的决策变量，、分别表示多端直流电网和交流区域电网解耦后的局部约束集合；构建基于加速型交替方向乘子法的分散式并行策略，对所述分散式调度模型进行求解，得到系统决策方案。

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