一種基于隨機響應面法和內點法的含風電隨機最優潮流求解方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電力系統日前調度計劃研究領域，設及一種基于隨機響應面法和內點 法的含風電隨機最優潮流求解方法。
【背景技術】
[0002] 電力系統日前調度計劃的研究和制定對于整個調度周期內的電力系統優化運行 與控制具有重要意義。
[0003] 含風電隨機最優潮流是日前經濟調度計劃研究的一個分支，旨在已知機組組合計 劃的情況下，考慮風電場風速的隨機性，對機組各個時段的出力進行決策，W使給定時段內 的發購電成本最小，最優潮流模型現在被廣泛應用于日前實施經濟調度。運類問題是具有 隨機性和約束條件的復雜非線性優化問題，其求解方法的有效性和快速性一直是研究重點 和難點。
[0004] 傳統的風電機有功出力概率分析模型的求解方法主要是蒙特卡洛法、解析法、點 估計法。蒙特卡洛法基本原理是：每個元件的狀態可W由該狀態出現的概率確定，所有元件 狀態的組合構成整個系統的狀態，基于韋布爾分布建立風機的可靠性模型，將風電場的出 力等分成多個狀態，通過成千上萬次模擬系統不同的運行狀態進行分析。基于蒙特卡洛法 的概率性評估分析廣泛應用于各領域隨機決策問題的建模和求解，然而蒙特卡洛的傳統隨 機性分析方法存在計算次數多，仿真時間長，占用內存大的問題，嚴重影響優化計算效率。 解析法是采用數學假設對所研究問題進行線性化處理，計算效率較高，但是數學推導較為 繁瑣；點估計法是根據輸入隨機變量的概率分布，采用近似公式求取待求隨機變量的統計 信息，是近年來較為常用的概率分析方法。基于隨機響應面法預測各時段的風電機有功出 力，該方法通過建立輸入與輸出的關系式，來研究輸入對輸出的影響，只需求解響應面多項 式方程而無需進行大量迭代計算，在減少仿真次數的同時保持了估計輸出響應的精度。電 力系統動態最優調度模型的求解方法主要是內點法，內點法的魯棒性強、對初值不敏感，迭 代次數和系統規模無關，其在可行域邊界設置障礙，當迭代靠近邊界時函數值睹增，使迭代 點始終位于可行域內部，成為求解動態最優潮流的優秀算法之一。綜上所述，研究含風電隨 機最優潮流求解方法，W有效解決動態最優潮流求解中存在的風速隨機性、W及仿真時間 長的問題，對于提升電力系統日前調度水平具有積極意義。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明"一種基于隨機響應面法和內點法的含風電隨機最 優潮流求解方法"，提出將隨機響應面法與內點法結合，利用隨機響應面法求解風電機有功 出力，結合內點法求取含風電隨機最優潮流，從而發揮隨機響應面法在解決風速隨機性W 及仿真時間長的問題的優勢和內點法求解動態最優潮流的優勢，獲得該問題全局和整個調 度周期最優解。
[0006] 本發明采用如下技術方案：一種基于隨機響應面法和內點法的含風電隨機最優潮 流求解方法，該方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :獲取電力系統在下一個完整調度周期的數據，并進行負荷預測。
[000引步驟給定時段內（24時段）總的發購電成本最小為目標，W節點潮流平衡、 線路視在功率、節點電壓幅值、發電機出力W及發電機爬坡速率為約束，建立含風電場的經 典動態最優潮流模型。
[0009] 步驟3 :采用隨機響應面法求解各單時段的風電機有功出力，W服從韋布爾分布 的風電場風速為輸入變量，并將輸入變量標準化，W風電機組的有功出力為輸出響應，形成 含未知系數的混濁多項式，采用概率分配法，求解未知系數，得到風電機有功出力的概率 分布函數代入隨機風速求解24時段的風電機組有功出力期望。
[0010] 步驟4 :將所得有功出力代入最優潮流模型，采用內點法求解最優解。
【附圖說明】
[0011] 圖1:本發明基于隨機響應面法和內點法的含風電隨機最優潮流求解方法的整體 實施流程圖； 陽01引 圖2 :1邸E5節點系統的接線示意圖； 陽01引圖3 :1邸E5節點系統的典型負荷曲線圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖及具體實施例，對本發明做進一步詳述。
[0015] 本發明提出的基于隨機響應面法和內點法的含風電隨機最優潮流求解方法，其整 體實施流程見圖1，下面W IEEE5節點系統為具體實施例對其進行詳細說明，其接線情況見 圖2。實施例用于說明但不限于本發明。
[0016] 步驟1 :獲取電力系統在下一個完整調度周期的數據，并進行負荷預測。
[0017] 對于本實施例直接輸入ffiEE5節點系統的數據即可。負荷預測曲線采用圖3典型 雙峰曲線為例。
[001引步驟給定時段內（24時段）總的發購電成本最小為目標，W節點潮流平衡、 線路視在功率、節點電壓幅值、發電機出力W及發電機爬坡速率為約束，建立含風電經典動 態最優潮流模型。
[0019] 本專利建立的含風電經典動態最優潮流模型如下：
[0020] 目標函數：
(n 陽0巧其中，Sg為發電機節點集合，P GiW為發電機i在時段t的有功出力，a 1，bi，Ci為 發電機i的成本系數。 陽〇2引約束條件：
[0024] 令Sb為系統節點集合，S歷系統線路集合，在各段時間內都應該滿足W下所有靜 態約束。 陽O對 （1)潮流方程
[0026]
[0027] 其中Vi與5 1，為節點i的電壓幅值與相角，5 1,= 5 1- S ,;G 1,與B 1,是系統節點 導納矩陣中的i行j列相應元素的實部與虛部；Pdi與QDi是節點i的有功負荷與無功負荷； Pu與Qw是節點i的注入有功功率與注入無功功率；
[0028] (2)系統運行限制
[0029]
(3)
[0030] 其中，Siimin與S Iimax分別為線路U視在功率S Ii的上下限；V imm與V imax分別為V 1的 上下限；PGiniiti與P Ginmx分力11為P Gi的上下限；Q Giniiti與Q GiniM分力11為Q Gi的上下限； 陽0川 做動態約束 陽03引-R卿Gi《P Gi 陽-Pci (t