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摘要：为了提高企业的服务质量，需要对微网进行必要的优化调度，但是在进行优化的同时，需要对一些不确定性因素进行分析，例如风电、光伏功率情况做好预测，对其产生的负荷等进行预测。除此之外，还应该考虑微网系统中有功潮流、无功潮流的强耦合性，最后利用区间对不确定情况进行描述，在此基础上，才能建立有效的有功—无功联合优化调度模型。下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。
关键词：微网有功；无功联合；优化调度
在进行优化调度过程中，使用了区间序关系模型转换的方法，可以将之前的模型转变为确定性优化模型，这样就可以对问题进行优化，同时做深一步的解答。在此之后，可以使用微网系统优化调度方法，应用专业的优化软件，在典型的微网系统算例上进行数值仿真试验，分析试验的结果，从而总结出对各个微电源出力，以及微网系统运行成本的影响，为以后的工作奠定基础。
1分析微网的调度优化模型情况
1.1对不确定变量描述的分析
对于模型中的不确定变量而言，主要有负荷的典型微网系统、光伏、微型的燃气轮机、储能单元、柴油机、风机等，具体情况可以参考图1进行分析。对于这一微网通系统而言，利用公共的连接点，就可以直接连入配电网当中，在此基础上，就可以完成和配电网功率之间的交换。对微网功率进行优化调度，其制定的目标就是要满足微网负荷的要求，同时还必须适应在系统运行约束的条件下，对不同单元的出力计划进行合理的安排，这样完成优化之后，这一网络系统运行中使用成本最低。
图1：微网系统结构
在这一微网系统当中，对用其使用的分布式可再生能源发电，无论是风速还是光照，都会影响其实际的效果，因此在对系统单元的出力进行预测时，有很大的不确定性。另一方面，在预测微网内部负荷时，也存在一定的预测误差。进行不确定变量进行描述过程中，如果应用随机优化方法，一定要知道具体的概率密度分布函数，除此之外，还要掌握精确的概率密度函数，这一项工作暂时还存在一定的困难。在进行具体的系统决策过程中，一定要知道不确定变量的取值范围，这一工作相对比较容易，而且在确定这一问题的时候，不需要知道太多的不确定信息。针对上述描述的情况，下面就利用区间描述风机有功出力，光伏有功出力 和负荷预测值[1]，也就是ＰＩＷＴ（ｔ）＝［ＰＬＷＴ（ｔ），ＰＲＷＴ（ｔ）］，ＰＩＰＶ（ｔ）＝［ＰＬＰＶ（ｔ），ＰＲＰＶ（ｔ）］，ＰＩＤ（ｔ）＝［ＰＬＤ（ｔ），ＰＲＤ（ｔ）］。为了应对对风机、光伏等负荷的影响，在系统运行过程中，必须保证 实时功率的平衡性，在此基础上，要求配电网交换的功率，以及可控机组出力等都在一个合理的范围变化，不能超过预设值。假设为了应对不确定性的配电网交换的有功功率，将配电网和微网有功功率表示成区间变量，如下：ＰＩＧＲＩＤ（ｔ）＝［ＰＬＧＲＩＤ（ｔ），ＰＲＧＲＩＤ（ｔ）］[2]。
1.2对目标函数的分析
和燃料机相比，风机和光伏发电使用的成本都比较低，甚至可以不用计入，因此在对微网进行优化调度的时候，就是让储能单元、柴油机组、燃气机组运行成本最低，为了达到这一目标，可以进行计算，设置的目标函数为ｍｉｎ∑２４
ｔ＝１（Ｆ（ＰＭＴ（ｔ））＋Ｆ（ＰＤＥ（ｔ））＋Ｆ（ＰＳＢ（ｔ））＋ｃｐ（ｔ）ＰＩＧＲＩＤ（ｔ）），在该公式中，Ｆ（ＰＭＴ（ｔ）），Ｆ（ＰＤＥ（ｔ）），Ｆ（Ｐ ＳＢ（ｔ））分别是燃气机组、柴油机组、储能单元在每一个小时中的运行成本。对于ｃｐ（ｔ）而言，其是在ｔ时刻微网向配电网购电的实时电价。对于柴油机组和燃气机组运行成本而言，其和出力之间的关系可以用函数表示：Ｆ（Ｐｉ（ｔ））＝αｉ＋βｉＰｉ（ｔ）＋γｉＰ２（ｔ），在该公式中，ｉ代表了可控机组的序号，对于Ｐｉ（ｔ），表示第ｉ台的可控机组有功功率，而Ｆ（Ｐｉ（ｔ））表示第ｉ台可控机组的实际运行成本，αｉ，βｉ，γｉ表示第i台可控机组的费用系数[3]。
1.3对约束成本的分析
对于潮流约束而言，需要对一系列的问题进行分析，无功功率和微网有功功率之间会互相耦合，这里使用了联合优化方式，有功出力、无功出力都是可以调整的。如果燃气机组和柴油机组只和有功功率进行调节，而配电网和储能单元一同进行有功、无功的调节。就可以用公式对其进行表示：ＰＭＴ，ｆ（ｔ）＋ＰＤＥ，ｆ（ｔ）＋ＰＳＢ，ｆ（ｔ）＋ＰＩＧＲＩＤ，ｆ（ｔ）＋ＰＩＷＴ，ｆ（ｔ）＋ＰＩＰＶ，ｆ（ｔ）－ＰＩＤ，ｆ（ｔ）－∑ｈｇ＝１Ｖｆ（ｔ）Ｖｇ（ｔ）（Ｇｆｇｃｏｓθｆｇ＋Ｂｆｇｓｉｎθｆｇ）＝０ＱＳＢ，ｆ（ｔ）＋ＱＧＲＩＤ，ｆ（ｔ）－ＱＤ，ｆ（ｔ）－∑ｈｇ＝Ｖｆ（ｔ）Ｖｇ（ｔ）（Ｇｆｇｓｉｎθｆｇ－Ｂｆｇｃｏｓθｆｇ）＝０。
2对区间不确定性优化模型的转换分析
2.1分析区间的定义
先对区间数进行定义，其有一个上界和下界的随机变量，集合可以表示为
ＡＩ＝［ＡＬ，ＡＲ］＝｛ｘ｜ＡＬ≤ｘ≤ＡＲ，ｘ∈Ｒ｝在该公式中，上标Ｉ、Ｌ、Ｒ都表示不同的区间，同时还有区间上界和区间下界之分。如果ＡＬ＝ＡＲ时，区间就变成了一个实数，除此之外，还可以将区间数定义为：ＡＩ＝〈ＡＣ，ＡＷ〉＝｛ｘ｜ＡＣ－ＡＷ≤ｘ≤ＡＣ＋ＡＷ｝，这是区间的两种定义，可以进行分析。
2.2分析区间的关系
在对区间进行优化中，针对其不确定性情况，分析不同区间之间的关系，主要是判断一个区间是否优于另一个区间，对于任何一个区间变量，对于目标函数取值而言，都是一个不确定的区间。针对这一情况，对区间数进行优化的时候，一定要对不同区间变量下的目标函数区间优劣进行对比分析，在此基础上，就可以找到最优的决策区间变量。设定的微网优化调度目标，就是让系统运行成本最小。结合目标最小化的问题，使用了决策者对区间数不确定性水平ＡＷ的容忍度，就能准确的确定区间序的关系。
2.3分析目标函数的转换
在分析目标函数转换的时候，一定要结合区间序的关系，对目标函数进行转换，转换之后的形式如下：ｍｉｎ∑２４ｔ＝１｛Ｆ（ＰＭＴ（ｔ））＋Ｆ（ＰＤＥ（ｔ））＋Ｆ（ＰＳＢ（ｔ））＋ｃｐ（ｔ）［ＰＣＧＲＩＤ（ｔ）＋（ξ－１）ＰＷＧＲＩＤ（ｔ）］｝。3对优化调度结果的分析
图2：微网有功出力优化结果
图3：储能单元剩余电量
使用了光伏和风机出力，在满足微网系统运行约束，以及负荷功率需求的情况下，对不同微源无功出力和有功出力情况进行了分配，将系统成本降低到最小。图2ξ取0.2时，表现出了微网有功出力优化结果。对于图3而言，时间段是在1到7，这微网系统中负荷比较轻，优先使用风机的有功功率，对于其剩余的电量，还可以给储能单元进行充电。在８到18的时间段属于负荷的高峰期，在该系统中有很大的有功缺额，因此储能单元此时进行放电。
总结：通过以上对区间不确定性的微网有功-无功联合优化调度分析，对优化的方法进行了仿真验证，分析了微网运行成本区间随容忍度改变的变化情况，同时也分析了其对有功出力的影响情况，希望可以给以后的工作一些借鉴。
参考文献：
[1]朱祥祥，黄崇鑫，岳东，等.基于区间不确定性的微网有功-无功联合优化调度[J].电力系统自动化，2016，40（15）.
[2]苏海滨，高孟泽，常海松.基于粒子群算法的微电网有功无功下垂控制[J].电工技术学报，2015（s1）：365-369.
[3]孙浩，姚鹏，张磊，等.计及有功–无功功率协调控制的2层微电网优化调度模型[J].高电压技术，2015，41（10）：3249-3255.
论文作者:柯学
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/21
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