廣西電網有限責任公司柳州供電局 楊遠鋒

當前我國能源體系仍然以煤炭等非可再生化石能源為主，非可再生能源的消耗和生態(tài)環(huán)境被破壞的問題日趨嚴重[1]。在我國提出2030、2060年前實現(xiàn)“碳達峰”、“碳中和”的雙碳目標[2]后，因風電、光伏發(fā)電出力在電網中的隨機性和不確定性特征[3]，為促進低碳排放，提高可再生能源的利用率，國內諸多學者對以風電、光伏發(fā)電等的綜合能源(Integrated Energy System，IES)展開了研究[4]。

采用隨機優(yōu)化和魯棒優(yōu)化的調度方法能提高電網的安全、經濟性[5]?；赟P 理論構建的多時間尺度優(yōu)化模型通過調節(jié)風險度的方法難以提高決策魯棒性[6]，而引入仿射運算的RO 方法降低決策的保守度有限[7]。因此，文中提出一種DRO 調度方法，用以提高決策魯棒性和保守度，并通過算例進行分析。

1 系統(tǒng)框架及模型求解

1.1 確定性調度的框架構建

對于確定性電網的優(yōu)化調度模型由輻射狀配電網模型、調控設備模型、多類型源儲協(xié)調互動優(yōu)化調度模型組成，而調控設備模型包含OLTC 模型、并聯(lián)電容器模型、PV 模型、WT 模型、ESS 模型，其框架如圖1所示[8]。因風電、光伏發(fā)電等可再生能源處理在電網中的不確定性，根據(jù)難以獲取的概率密度不確定性刻畫的SP 魯棒性低，RO 方法的高魯棒性、高保守性特點對于決策的經濟性差[6]。為此提出了綜合SP 和RO 的DRO 調度方法。

圖1 對于確定性電網的調度模型

1.2 DRO 調度模型

文獻[8]通過引入置信度的概念，給出范數(shù)置信度系數(shù)對不確定變量的分布范圍進行限制，其表達式如式（1）所示，式中：θ 表示置信度；α 表示范數(shù)置信度系數(shù)；K 表示實際場景數(shù)；L 表示K個場景數(shù)下聚類所得離散場景數(shù)，在該離散場景中不確定變量初始概率分布f0可通過置信度進行表達，如式（2）所示。

制置信度系的值越大，魯棒性就越強，保守度也就越高，反之亦然。通過置信度可獲得不確定變量分布的集合。基于上述概念，考慮下述約束條件：決策變量不等式約束；風電、光伏發(fā)電動作以及電網安全性約束；變量等式約束；潮流分布和設備動作特性約束；不確定性變量的離散約束；二階錐約束，可通過矩陣方式對DRO 調度進行表達，目標函數(shù)如式（3）所示，式中x 表示第一階段變量；ys表示第二階段決策變量；Ys第二階段變量可行域；Ψ 表示不確定變量的分布集合；fs表示第s 個離散場景的概率；T 表示時刻。最后通過運用C&CG 算法對其進行求解，其流程如圖2所示。

圖2 DRO 調度目標函數(shù)求解流程

2 算例分析

通過在仿真系統(tǒng)上測試，對DRO 調度模型和算法的準確性及有效性進行驗證，系統(tǒng)配置OLTC、風力發(fā)電、光伏發(fā)電、并聯(lián)電抗器、儲能裝置等設備，系統(tǒng)各設備參數(shù)為：電壓12.6V、有功功率3802kW、無功功率2695kVar、光伏發(fā)電600kVA、風力發(fā)電1200kVA、并聯(lián)電容器600kVar、儲能裝置容量1200kWh，儲能裝置充/放電系數(shù)為0.95/1.25。

基于文中所述DRO 調度模型，每1h 控制OLTC、并聯(lián)電抗器、儲能裝置的調度決策進行求解，在白天低谷時段，光伏發(fā)電發(fā)出大量有功功率時，可通過調節(jié)OLTC 調節(jié)電壓幅值，儲能裝置可從網上吸收過剩電能進行儲存；在夜晚低谷時段，儲能裝置放電為電網提供有功功率，通過改變潮流流動減少電網線損。在白天低谷時段，風力發(fā)電、光伏發(fā)電為電網提供支撐，儲能裝置吸收有功功率，在夜間峰谷時段，風力發(fā)電向電網輸入大量無功調節(jié)電壓，光伏發(fā)電有功功率的削弱在儲能裝置充放電條件下得到緩解，儲能裝置有利于清潔能源的消納，降低了棄風的現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)運行的經濟性和安全性。

綜上，文中提出的DRO 調度方法，對光伏發(fā)電、風力發(fā)電、儲能裝置構建的新型電力系統(tǒng)，可實現(xiàn)電網的有功損耗和光伏發(fā)電有功功率的削減，對于系統(tǒng)存在的隨機性和不確定性可靈活性調度儲能裝置，在提高風力發(fā)電和光伏發(fā)電的利用率同時，也保證了系統(tǒng)的經濟性和安全性。