江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  上海電力學院電氣工程學院、國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院、國網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司、國網(wǎng)浙江長興縣供電公司的研究人員劉方、楊秀、時珊珊、黃海濤等，在2015年第20期《電工技術學報》上撰文，針對微網(wǎng)運行中風機、光伏的不確定性及負荷的波動性，提出了基于機會約束規(guī)劃的經(jīng)濟運行模型，以一定置信水平下滿足備用作為可靠性概率約束。

應用序列運算將隨機變量轉化為概率性序列，并通過卷和、卷差等運算使所有隨機變量用一個概率性序列表示，從而可直接計算滿足約束的概率，表示形式直觀且避免了常用模擬法耗時、每次計算結果不一致的缺點。

為降低微網(wǎng)運行成本，引入儲發(fā)成本作為儲能充電是否獲利的判斷指標，引導儲能系統(tǒng)低谷電價時段充電，高峰電價時段放電。應用結合序列運算的遺傳算法優(yōu)化各微源有功無功出力，確定聯(lián)絡線交互功率，以此形成最佳運行方式。

微網(wǎng)是由分布式電源、儲能系統(tǒng)、能量轉換裝置、監(jiān)控保護裝置和負荷等匯集而成的小型發(fā)、配和用電系統(tǒng)，能自我控制管理，可靈活地并網(wǎng)或孤島運行，在節(jié)能降耗、提高供電可靠性等方面具有巨大潛力。

相對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，微網(wǎng)一般接入較大比例的風力發(fā)電(WindTurbine，WT)、光伏發(fā)電(Photovoltaic，PV)等分布式電源，其隨機性和間歇性以及負荷的波動性給微網(wǎng)系統(tǒng)運行帶來了較大的負面影響。儲能系統(tǒng)(StorageBattery，SB)作為一種緩沖，具有響應快、實時調(diào)節(jié)效果好、無需額外消耗燃料且零排放等特點，可用于抑制分布式電源出力及負荷的波動，也可利用分時電價差異，低谷電價充電、高峰電價售電實現(xiàn)獲利。因此，儲能系統(tǒng)可提高微網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟性，且對主網(wǎng)削峰填谷，實現(xiàn)了微網(wǎng)與主網(wǎng)的“雙贏”。

目前，針對于微網(wǎng)經(jīng)濟運行國內(nèi)外學者已做了一系列研究。文獻建立了基于日前和實時兩種不同時間尺度的優(yōu)化模型，以微網(wǎng)運行成本最低為目標，優(yōu)化各發(fā)電單元出力狀態(tài)以及需求側負荷，但對于間歇性微源采用確定性模型難以反映實際運行狀態(tài)。

建立了滿足實際運行的蓄電池充放電模型，以提高微網(wǎng)經(jīng)濟效益為目標，考慮分時電價差異，優(yōu)化各時段微源出力，但與文獻具有類似的不足。文獻考慮了光伏發(fā)電及熱電負荷的隨機性，建立了約束和目標中均含有隨機變量的多目標機會約束規(guī)劃模型，實現(xiàn)可靠性和經(jīng)濟性之間的合理折中，滿足實際需求。

在可靠性約束和優(yōu)化目標中均應用機會約束規(guī)劃，通過蒙特卡洛法模擬可再生能源隨機出力及負荷波動，解決了不確定性因素給微網(wǎng)動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度帶來的問題，但隨機模擬法解決機會約束計算量大、速度慢且每次計算結果不一致的問題被忽略。

研究了孤立微網(wǎng)內(nèi)微源的隨機性，建立了基于機會約束規(guī)劃的經(jīng)濟優(yōu)化模型，應用序列運算理論對微網(wǎng)內(nèi)隨機變量序列化建模，可直觀地計算滿足約束的概率，從而將機會約束轉換為確定性約束，為求解機會約束提供了新思路，若能將負荷波動以及系統(tǒng)無功優(yōu)化納入優(yōu)化模型將更加完善。

本文在以上研究的基礎上，考慮了微網(wǎng)內(nèi)風機出力、光伏出力和負荷等多個隨機變量，建立基于機會約束規(guī)劃的微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度模型，更加符合實際運行狀態(tài)。以一定置信水平下滿足備用作為可靠性概率約束，應用序列運算理論將隨機變量的概率分布生成概率性序列，通過卷和、卷差等運算生成等效負荷概率性序列，從而可直接計算滿足約束的概率。

利用分時電價差異引導儲能系統(tǒng)低儲高發(fā)，降低運行成本，將序列運算理論與改進遺傳算法相結合優(yōu)化各微源有功、無功出力，從而提高優(yōu)化效率。以具體微網(wǎng)系統(tǒng)為例，通過C++編程仿真，對比分析了不同置信水平下的微網(wǎng)運行可靠性和經(jīng)濟性，探討了離散化步長等因素對運行優(yōu)化的影響，驗證了所提策略的有效性。

圖1 微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度流程

結論

與常用的微網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度方法相比較，本文將風機出力、光伏發(fā)電和負荷視為隨機變量直接參與模型的優(yōu)化求解，并采用機會約束規(guī)劃的方法處理此類不確定因素。通過設置可靠性約束置信水平，在滿足置信水平下對微源進行經(jīng)濟調(diào)度，實現(xiàn)了可靠性和經(jīng)濟性的折中，具有實際應用價值。應用序列運算對不確定性約束進行求解，簡化了計算，而且可以全面考慮各隨機變量的可能取值，并以概率形式準確反映運行可靠性風險，更加直觀。

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