1.一种考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:通过配电网DN重构来均衡负荷和通过分布式能源DER供电来平衡风力波动造成的风火耦合发电系统输出功率的波动,即通过改变配电网络拓扑结构和分布式能源发电来协调风火耦合发电系统以平衡总输出功率的波动;建立功率协调模型:根据风火耦合发电系统与配网重构的功率协调来建立功率流,并包括以下功率协调约束条件:风电有功功率约束、配网重构条件约束、线性有功功率平衡约束、径向结构约束、变压器容量约束以及所有断路器的相邻时间间隔之间的切换时间限制约束;步骤2:建立考虑配网重构的确定性风火耦合发电系统容量规划模型:以运行收益最大为目标函数,包括所述功率协调约束条件、火电机组输出功率约束、火电机组爬坡约束以及断路器开关状态取值约束;步骤3:在考虑配网重构的确定性风火耦合发电系统容量规划模型的基础上,基于椭圆形不确定性理论,考虑风力与负荷变化的不确定性,构建考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划模型;步骤4:将所述构建考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划模型重新构造为混合整数二阶锥形式。
2.根据权利要求1所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,所述功率流如下:功率流:其中, 表示t时刻的总输出功率, δ%表示传输线上规定的功率范围;P base 表示输电线上的基准功率; 表示t时段母线ih上的火力有功功率; 表示t时段母线ih上的风电有功功率; 表示分布式能源的输出功率; 表示t时段母线ih上的有功负载量。
3.根据权利要求2所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,所述功率协调约束如下:风电有功功率约束:其中,v(t)表示t时段内的风速;k v 表示风力发电模型中的常数;v ci 表示切入风速;v r 表示额定风速; 表示母线ih上的风力发电的额定容量;需满足下列配网重构条件之一,才能进行配网重构:(i)令 如果 并且 那么则有:(ii)令 如果 并且 那么则有:其中, 表示t时刻母线ih上的有功负载,P Gmin,ih 表示母线ih上的最小火力发电功率,P Gmax,ih 表示母线ih上的最大火力发电功率;根据配电网类型确定相应的线性有功功率平衡等式,用简写形式表示为: 当满足配网重构的条件之一时,配网重构的功率平衡约束:其中, 表示相对于母线ih的系数矩阵, 表示相对于母线ih的常数矢量,S t 表示断路器的开关状态矩阵;根据配电网类型确定径向结构约束:DSC型:S i +S j =1;SSC型:S i +S j +S k =2;TOSSC-3和TOSSC-2型: TDSSC-3型: TDSSC-2型:S i =1;其中,S i 、S j 、S k 、S m 、S n 表示各个断路器的开关状态,取值为0或1,1表示开,0表示关;变压器容量约束:所有断路器的相邻时间间隔之间的切换时间限制:其中,T表示总时间段数,TC i,max 表示变电站i的额定容量,Ω(i)表示断路器相对于变电站i的二进制变量集; 表示t时刻线路k的断路器的状态; 表示线路k的断路器到t时刻为止进行配网重构的总时间,通过 对 进行拓展,得到其中,Δ s 表示断路器开断的切换时间限制值; 表示断路器的初始开关状态向量。
4.根据权利要求3所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于根据不同配电网类型下的线性有功功率平衡等式确定相应的矩阵表达式,分别如下所示:DSC型: SSC型: TOSSC-3型: TOSSC-2型: TDSSC-3型: TDSSC-2型: 其中,P S,A1 、P S,A2 、P S,A3 分别表示来自站A1、A2、A3的实际输出功率;P c 、P d 、P e 分别表示变电站C、D、E上的实际负载;S i 、S j 、S k 、S m 、S n 表示各个断路器的开关状态。
5.根据权利要求2所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,所述目标函数如下:其中, 是指风火耦合发电系统在t时段的售电收益: λ S 表示风火耦合发电系统出售的电价; 是指风火耦合发电系统在t时段的运营成本,由火电出力和配网重构成本组成: P B 表示从配网购电的电价,P H 表示配网提供的配网重构服务的价格;H(S t )表示到t时刻为止进行配网重构的总时间, 表示断路器的初始开关状态向量;f C 指风火耦合发电系统的总建造成本: η W 表示风电装机的总投资成本,η G 表示火电总装机的总投资成本; 表示t时刻母线ih上的有功负载;S t 表示断路器在t时刻的开关状态矩阵;N y 表示规划使用风火发电的年份数。
6.根据权利要求2所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,所述火电机组输出功率约束、火电机组爬坡约束以及断路器开关状态取值约束分别如下:其中,γ表示火电机组最小输出功率占额定容量的百分比,Δ r 表示火电机组的爬坡率,N y 表示规划使用风火发电的年份数;这里的S t 表示断路器在t时刻的开关状态向量。
7.根据权利要求5所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,步骤3按如下方式进行:步骤3.1:将所述考虑配网重构的确定性风火耦合发电系统容量规划模型改写为紧凑形式:max(α T x-β T S)s·t.ω T x-ρ≤L·S-D,A T x≤b,S∈K其中,决策变量的向量 优化变量(x,S),S={S t };S t 表示断路器在t时刻的开关状态向量;K表示由所述线性有功功率平衡等式、径向结构约束、变压器容量约束、所有断路器的相邻时间间隔之间的切换时间限制约束以及断路器开关状态取值约束组成的集合; 并且ω、L、D是从所述火电机组输出功率约束、火电机组爬坡约束以及断路器开关状态取值约束中获得的常数系数矢量,并包含不确定的风速和负荷需求;当满足配网重构条件(i)时,ρ=(1+δ%)P base ;当满足配网重构条件(ii)时,ρ=-(1-δ%)P base ; 其中,配网重构条件(i)、(ii)分别为:(i)令 如果 并且 那么则有:(ii)令 如果 并且 那么则有: A T x≤b表示火电机组功率约束和火电机组爬坡约束;步骤3.2:定义椭圆面,并将所述考虑配网重构的确定性风火耦合发电系统容量规划模型的紧凑形式转化为所述考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划模型;椭圆面:θ·y=ω T x-L T ·S≤ρ-D;其中,y=(x,S),θ=[ω T -L],系数向量θ受随机扰动ω、L和D的影响;考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划模型:其中,α n 、β n 、ω n 、L n 、D n 是名义数据,dα、dβ、dω、dL、dD是零均值的随机扰动。
8.根据权利要求6所述的考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划方法,其特征在于,步骤4按如下方式进行:为所述考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划模型中的dα、dβ、dω、dL、dD设置安全边界,并将其替换为相应的安全边界V α 、V β 、V ω 、V L 、V D ,得到如下模型:A T x≤b,S∈K其中,dα、dβ、dω、dL、dD是零均值的随机扰动;V α 、V β 、V ω 、V L 的通式为 表示矩阵i的协方差;ε表示允许范围内设置的合理偏差值;令 对模型进行改写:s.t.((α n ) T x+ε·z α )-((β n ) T )S+ε·z β ≥μA T x≤b,S∈K将 重新公式化为四个SOC约束,得到||τ i || 2 ≤z i ,i=α,β,ω,L,从而将考虑配网重构的风火耦合发电系统鲁棒容量规划模型构造为混合整数二阶锥形式。