配电信息物理系统“源-网-荷”鲁棒优化控制策略

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jx34343
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为应对全球能源危机及气候问题,我国提出了双碳目标。在此背景下,分布式电源(Distributed generation,DG)开始大规模并入配电网,为了平抑其出力波动性和间歇性带来的影响,并充分利用配电网中储能、可控负荷等灵活性资源,“源-网-荷”优化控制成为一种行之有效的方法。实现“源-网-荷”优化控制的前提在于电源、电网和负荷不仅能够感知自身状态的变化,同时还要获知其他个体的全面信息,这离不开信息系统的支持;在得到全体信息之后,还要依靠计算系统对其进行数据分析计算,制定“源-网-荷”优化控制策略,再对物理系统相应设备进行控制,进而保证有源配电网安全经济运行。信息系统、计算系统以及“源-网-荷”本身所代表的物理系统共同组成了配电信息物理系统(Distribution Cyber Physical System,DCPS)的构成要素,也表明“源-网-荷”优化控制策略所具备的DCPS背景。在DCPS背景下的“源-网-荷”优化控制中,如何在DG出力不确定性、通信故障不确定性下,始终保持配电网的安全稳定运行,即如何实现在不确定性情况下控制策略的鲁棒性成为需要研究的内容。为此,本文作了以下工作:首先,按照递进关系,依次构建了确定性、考虑DG出力不确定性、考虑通信故障不确定性场景下的“源-网-荷”优化控制模型。其次,通过二阶锥变换将确定性场景下的“源-网-荷”优化控制模型由难以求解的混合整数非线性模型转化为容易求解的混合整数二阶锥模型,并通过yalmip编程平台和cplex求解器进行求解。之后,通过鲁棒优化理论将考虑DG出力不确定性、通信故障不确定性场景下的“源-网-荷”优化控制模型转变为相对应的鲁棒优化控制模型,并通过鲁棒对等变换和割平面方法将其分别转变为两个确定性场景下的“源-网-荷”优化控制模型,二者交替迭代求出对应于不确定性模型的鲁棒优化解。最后,通过IEEE33节点算例分析,对以上三种模型及其求解方法的有效性进行验证,结果一方面证明了确定性场景下,“源-网-荷”优化控制对提升配电网安全性和经济性方面的巨大优势,另一方面证明了在不确定性场景下,经过“源-网-荷”鲁棒优化控制模型所求出的鲁棒优化解始终能够保证配电网安全运行的鲁棒性。从而证明了所提模型及求解方法的有效性。
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