本發(fā)明涉及含風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)運(yùn)行安全領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法和裝置。

背景技術(shù)：

大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)有助于推廣清潔能源，減少環(huán)境污染，但是高滲透率的風(fēng)電會(huì)改變電網(wǎng)的潮流方向，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段需確定風(fēng)電場(chǎng)的極限穿透功率，即電網(wǎng)可接受的最大風(fēng)電容量。

在研究有關(guān)風(fēng)電的優(yōu)化過(guò)程和決策問(wèn)題時(shí)，會(huì)涉及到風(fēng)電的不確定性，這些不確定性包括隨機(jī)性與模糊性。風(fēng)電出力的隨機(jī)性指風(fēng)速具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的隨機(jī)性，風(fēng)電的隨機(jī)分布近似服從韋布爾分布；風(fēng)電出力的模糊性主要是由于現(xiàn)有的預(yù)測(cè)方法可靠性很低，風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際出力與預(yù)測(cè)值之間存在很大誤差，且風(fēng)電出力還與天氣狀況、風(fēng)速、風(fēng)向等因素密切相關(guān)。風(fēng)電出力具有明顯的不確定性，風(fēng)機(jī)的極限穿透功率需在規(guī)劃階段做出決策，因此所做決策在不利情況發(fā)生時(shí)可能不滿足約束條件，這種情況下更適合采取一種折中原則，即允許該約束條件在一定程度上不被滿足，但其成立的概率或可能性應(yīng)滿足要求的置信水平，在數(shù)學(xué)上描述為機(jī)會(huì)約束規(guī)劃問(wèn)題。當(dāng)變量具有模糊性時(shí)，模糊論中的可能性測(cè)度不能判定事件是否一定發(fā)生，導(dǎo)致決策出現(xiàn)混亂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法和裝置，其可以準(zhǔn)確地獲取在風(fēng)電輸出功率不確定的情況下的風(fēng)電極限穿透功率。

一種風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法，所述方法包括：

建立風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)；

建立支路傳輸功率模糊約束條件；

根據(jù)所述可信性測(cè)度函數(shù)和所述模糊約束條件建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型；

根據(jù)所述風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型獲取所述風(fēng)電極限穿透功率；

根據(jù)所獲取的風(fēng)電極限穿透功率對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行配置。

上述風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法，采用可信性測(cè)度，能夠判定事件是否一定發(fā)生，避免可能性測(cè)度造成的決策混亂；且根據(jù)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)和模糊約束條件，建立考慮線路潮流安全的模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)一定置信水平下的極限穿透功率計(jì)算，提高了多種狀態(tài)下配電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述建立風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)的步驟包括：

獲取接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)；所述接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)包括風(fēng)速概率分布尺度系數(shù)q、風(fēng)速概率分布形狀系數(shù)k、風(fēng)電的額定輸出功率P_r、切入風(fēng)速v_ci、切出風(fēng)速v_o、額定風(fēng)速v_r以及系數(shù)常數(shù)a、b、c；

根據(jù)所述接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)表征風(fēng)速的概率分布，并建立風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系，且通過(guò)蒙特卡洛模擬風(fēng)速；其中，

風(fēng)速的概率分布為：其中v為預(yù)測(cè)風(fēng)速；

風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系為：其中P_w為風(fēng)電輸出功率；

假定風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)值P_w′是確定的，對(duì)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w進(jìn)行模糊建模，則風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差為：

獲取風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w的隸屬度函數(shù)的柯西分布：

其中，表示正誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，表示負(fù)誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，σ為權(quán)重，μ_w為變量_w的隸屬度函數(shù)；

獲取可信性測(cè)度函數(shù)Cr{ξ∈R}和隸屬度函數(shù)u(x)之間的關(guān)系：

其中，R表示模糊事件，ξ表示模糊變量，sup表示取上界，u(x)表示ξ的隸屬度函數(shù)；

建立ε_w∈R時(shí)的風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)為：

本實(shí)施例中考慮了風(fēng)電輸出功率的不確定性中的隨機(jī)性和模糊性，采用概率密度函數(shù)表示預(yù)測(cè)風(fēng)速，同時(shí)對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行模糊處理，結(jié)合風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系，表征了風(fēng)電輸出功率的不確定性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述建立支路傳輸功率模糊約束條件的步驟，包括：

獲取配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)；所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣M、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣B、支路電抗x_mn；

根據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)速計(jì)算風(fēng)電輸出功率P_w＝P_w′(1+ε_w)；

根據(jù)所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)，建立支路傳輸?shù)挠泄β剩?/p>

其中，I_mn表示線路mn傳輸?shù)挠泄β?，P_g表示常規(guī)風(fēng)電機(jī)組輸出功率，P_l表示系統(tǒng)總負(fù)荷需求；

建立支路傳輸功率模糊約束條件：

其中，為線路mn傳輸?shù)臉O限有功功率，α為模糊可信度指標(biāo)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)還包括風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的上限以及風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的下限；

所述根據(jù)所述可信性測(cè)度函數(shù)和所述模糊約束條件建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型的步驟，具體為：

獲取風(fēng)電極限穿透功率的線性優(yōu)化模型：

max(P_r)

約束條件為：

其中，Ng為常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，P_gi為第i臺(tái)常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的有功功率，為第i臺(tái)常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的有功出力的上限，P_gi為第i臺(tái)常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的有功出力的下限；

根據(jù)所述支路傳輸功率模糊約束條件，建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型如下：

max(P_r)

約束條件:

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型獲取所述風(fēng)電極限穿透功率的步驟，包括：

對(duì)所述風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束進(jìn)行清晰等價(jià)處理；

將風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型進(jìn)行獲取輸出風(fēng)電極限穿透功率。

本實(shí)施例中將模糊機(jī)會(huì)約束條件進(jìn)行清晰等價(jià)處理，將風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束模型轉(zhuǎn)換為易于求解的線性規(guī)劃問(wèn)題，耗時(shí)短且結(jié)果準(zhǔn)確。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束進(jìn)行清晰等價(jià)處理的步驟，包括：

獲取機(jī)會(huì)約束函數(shù)g(x,ξ)＝ξ-h(x)，其中x為決策變量，ξ為模糊變量，h(x)為僅包含決策變量的函數(shù)式；

將約束不等式Cr{g(x,ξ)≤0}＞α轉(zhuǎn)換為Cr{ξ≤h(x)}＞α，則h(x)≥λ，則λ為：

其中，λ為中間變量，無(wú)具體含義；

根據(jù)所述支路傳輸功率模糊約束條件求得h(x)，且當(dāng)時(shí)，成立條件為：

其中，μ表示隸屬度函數(shù)；

根據(jù)風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差的隸屬度函數(shù)，將所述模糊機(jī)會(huì)約束條件轉(zhuǎn)化為等價(jià)類形式：

一種風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化裝置，所述系統(tǒng)包括：

可信性測(cè)度模塊，用于建立風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)；

模糊約束條件模塊，用于建立支路傳輸功率模糊約束條件；

模型建立模塊，該模型建立模塊的第一輸入端與所述可信性測(cè)度模塊的輸出端相連接，該模型建立模塊的第二輸入端與所述模糊約束條件模塊的輸出端相連接，該模型建立模塊用于根據(jù)所述可信性測(cè)度函數(shù)和所述模糊約束條件建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型；

最優(yōu)解模塊，該最優(yōu)解模塊的輸入端與所述模型建立模塊的輸出端相連接，該最優(yōu)解模塊用于根據(jù)所述風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型獲取所述風(fēng)電極限穿透功率；

輸出模塊，該輸出模塊的輸入端與所述最優(yōu)解模塊的輸出端相連接，該輸出模塊用于根據(jù)獲取的風(fēng)電極限穿透功率對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行配置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括信息獲取模塊，該信息獲取模塊的第一輸出端與所述可信性測(cè)度模塊的輸入端相連接，所述信息獲取模塊的第二輸出端與所述模糊約束條件模塊的輸入端相連接，所述信息獲取模塊用于獲取接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)和配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)；

所述接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)包括風(fēng)速概率分布尺度系數(shù)q、風(fēng)速概率分布形狀系數(shù)k、風(fēng)電的額定輸出功率P_r、切入風(fēng)速v_ci、切出風(fēng)速v_o、額定風(fēng)速v_r以及系數(shù)常數(shù)a、b、c；

所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣M、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣B、支路電抗x_mn、風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的上限以及風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的下限。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述可信性測(cè)度模塊包括：

風(fēng)速預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)所述接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)表征風(fēng)速的概率分布，并建立風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系，且通過(guò)蒙特卡洛模擬風(fēng)速；其中，

風(fēng)速的概率分布為：其中v為預(yù)測(cè)風(fēng)速；

風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系為：其中P_w為風(fēng)電輸出功率；

風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元，該風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元的輸入端與所述風(fēng)速預(yù)測(cè)單元的輸出端相連接，該風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元用于對(duì)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w進(jìn)行模糊建模，則風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差為：其中假定風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)值P_w′是確定的；

隸屬度函數(shù)單元，該隸屬度函數(shù)單元的輸入端與所述風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元的輸出端相連接，該隸屬度函數(shù)單元用于獲取風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w的隸屬度函數(shù)的柯西分布：

其中，表示正誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，表示負(fù)誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，σ為權(quán)重，μ_w為變量_w的隸屬度函數(shù)；

可信性測(cè)度函數(shù)單元，該可信性測(cè)度函數(shù)單元的輸入端與所述隸屬度函數(shù)單元的輸出端相連接，該可信性測(cè)度函數(shù)單元用于獲取可信性測(cè)度函數(shù)Cr{ξ∈R}和隸屬度函數(shù)u(x)之間的關(guān)系：

其中，R表示模糊事件，ξ表示模糊變量，sup表示取上界，u(x)表示ξ的隸屬度函數(shù)；

以及建立ε_w∈R時(shí)的風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)為：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述模糊約束條件模塊包括：

輸出功率計(jì)算單元，用于根據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)速計(jì)算風(fēng)電輸出功率P_w＝P_w′(1+ε_w)；

有功功率單元，該有功功率單元與所述輸出功率計(jì)算單元相連接，該有功功率單元用于根據(jù)所述配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)，建立支路傳輸?shù)挠泄β剩?/p>

其中，I_mn表示線路mn傳輸?shù)挠泄β?，P_g表示常規(guī)風(fēng)電機(jī)組輸出功率，P_l表示系統(tǒng)總負(fù)荷需求；風(fēng)電輸出功率P_w＝P_w′(1+ε_w)；

模糊約束條件單元，該模糊約束條件單元的輸入端與所述有功功率單元的輸出端相連接，該模糊約束條件單元用于建立支路傳輸功率模糊約束條件：

其中，為線路mn傳輸?shù)臉O限有功功率，α為模糊可信度指標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例中的風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法的流程圖；

圖2為一實(shí)施例中的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；

圖3為一實(shí)施例中的不同風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)水平下的風(fēng)電極限穿透功率的結(jié)果圖；

圖4為一實(shí)施例中的不同置信水平下的風(fēng)電極限穿透功率的結(jié)果圖；

圖5為一實(shí)施例中的風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例前，應(yīng)該注意到的是，所述的實(shí)施例主要在于與風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法和裝置相關(guān)的步驟和系統(tǒng)組件的組合。因此，所屬系統(tǒng)組件和方法步驟已經(jīng)在附圖中通過(guò)常規(guī)符號(hào)在適當(dāng)?shù)奈恢帽硎境鰜?lái)了，并且只示出了與理解本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的細(xì)節(jié)，以免因?qū)τ诘靡嬗诒景l(fā)明的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的那些細(xì)節(jié)模糊了本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容。

在本文中，諸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作與另一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作，而不一定要求或暗示這種實(shí)體或動(dòng)作之間的任何實(shí)際的這種關(guān)系或順序。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或任何其他變體旨在涵蓋非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包含這些要素，而且還包含沒(méi)有明確列出的其他要素，或者為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

請(qǐng)參閱圖1所示，圖1為一實(shí)施例中的風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法的流程圖，在該實(shí)施例中，該風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法可以包括：

S102：建立風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)。

在該實(shí)施例中，采用可信性測(cè)度，能夠判定事件是否一定發(fā)生，避免可能性測(cè)度造成的決策混亂。

S104：建立支路傳輸功率模糊約束條件。

S106：根據(jù)可信性測(cè)度函數(shù)和模糊約束條件建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型。

在該實(shí)施例中，根據(jù)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)和模糊約束條件，建立考慮線路潮流安全的模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)一定置信水平下的極限穿透功率計(jì)算，提高了多種狀態(tài)下配電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

S108：根據(jù)風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型獲取風(fēng)電極限穿透功率。

S110：根據(jù)所獲取的風(fēng)電極限穿透功率對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行配置。

請(qǐng)參閱圖2所示，圖2為一實(shí)施例中配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，其中包含節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)30，在經(jīng)過(guò)上述步驟S102至S108獲取到風(fēng)電極限穿透功率后，可以根據(jù)該獲取的風(fēng)電極限穿透功率對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行配置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。

在上述實(shí)施例中，將可信性理論和模糊機(jī)會(huì)約束規(guī)劃引入風(fēng)電極限穿透功率決策，給出模糊置信水平下風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法，根據(jù)風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差的可信性分布函數(shù)以及模糊可信度函數(shù)，建立考慮線路潮流安全的模糊機(jī)會(huì)約束模型，對(duì)該模糊機(jī)會(huì)約束模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，可以方便獲取在風(fēng)電輸出功率不確定的情況下的風(fēng)電極限穿透功率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述步驟S102，即建立風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)的步驟，可以包括：

S202：獲取接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)。

在該實(shí)施例中，該接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)可以包括風(fēng)速概率分布尺度系數(shù)q、風(fēng)速概率分布形狀系數(shù)k、風(fēng)電的額定輸出功率P_r、切入風(fēng)速v_ci、切出風(fēng)速v_o、額定風(fēng)速v_r以及系數(shù)常數(shù)a、b、c。在實(shí)際應(yīng)用中，需要用戶輸入該配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)。

S204：根據(jù)接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)表征風(fēng)速的概率分布，并建立風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系，且通過(guò)蒙特卡洛方法模擬風(fēng)速。

其中，在本實(shí)施例中，預(yù)測(cè)風(fēng)速v服從韋布爾分布，因此風(fēng)速的概率分布為：

在上述式子(1)中采用了配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)中的風(fēng)速概率分布尺度系數(shù)q、風(fēng)速概率分布形狀系數(shù)k。

此外，建立的風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系為：

其中P_w為風(fēng)電輸出功率，且在該式子(2)中還采用了輸入的配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)中的風(fēng)電的額定輸出功率P_r、切入風(fēng)速v_ci、切出風(fēng)速v_o、額定風(fēng)速v_r以及系數(shù)常數(shù)a、b、c。

S206：假定風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)值P_w′是確定的，對(duì)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w進(jìn)行模糊建模，則風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差為：

其中P_w′為風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)值，P_w為風(fēng)電輸出功率，即風(fēng)電實(shí)際的輸出功率。

由于該步驟中已經(jīng)對(duì)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w進(jìn)行了模糊建模，因此可以獲取該風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w的隸屬度函數(shù)，從而可以繼續(xù)進(jìn)行以下步驟。

S208：獲取風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w的隸屬度函數(shù)的柯西分布：

其中，表示正誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，表示負(fù)誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，σ為權(quán)重，μ_w為變量_w的隸屬度函數(shù)。

S210：獲取可信性測(cè)度函數(shù)Cr{ξ∈R}和隸屬度函數(shù)u(x)之間的關(guān)系：

其中，R表示模糊事件，sup表示取上界，ξ表示模糊變量，u(x)表示ξ的隸屬度函數(shù)。

S212：建立ε_w∈R時(shí)的風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)為：

在該實(shí)施例中，類比概率論的概率分布函數(shù)，可信性分布函數(shù)值是指模糊變量ξ取值小于等于ε_w的可信性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述步驟S104，即建立支路傳輸功率模糊約束條件的步驟，可以包括：

S302：獲取配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)。

其中，配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)可以包括節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣M、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣B、支路電抗x_mn。

S304：根據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)速計(jì)算風(fēng)電輸出功率：

P_w＝P_w′(1+ε_w) (7)

其中，P_w′采用的是預(yù)測(cè)值，考慮到預(yù)測(cè)誤差的模糊性，約束條件并不一定總能滿足，但決策結(jié)果必須令該約束條件成立的可能性滿足要求的置信水平。

S306：根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)，建立支路傳輸?shù)挠泄β剩?/p>

其中，I_mn表示線路mn傳輸?shù)挠泄β?，P_g表示常規(guī)風(fēng)電機(jī)組輸出功率，P_l表示系統(tǒng)總負(fù)荷需求。在該實(shí)施例中，其采用了配電網(wǎng)系數(shù)參數(shù)：節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣M、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣B、支路電抗x_mn。在該實(shí)施例中是通過(guò)直流潮流方法進(jìn)行計(jì)算的。

S308：建立支路傳輸功率模糊約束條件：

其中，為線路mn傳輸?shù)臉O限有功功率，α為模糊可信度指標(biāo)，相當(dāng)于概率置信度，表示支路容量小于極限傳輸容量的可能性超過(guò)α。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)還包括風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的上限以及風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的下限。

上述步驟S106，即根據(jù)可信性測(cè)度函數(shù)和模糊約束條件建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型的步驟，可以為：

S402：獲取風(fēng)電極限穿透功率的線性優(yōu)化模型：

max(P_r)

約束條件為：

其中，Ng為常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，P_gi為第i臺(tái)常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的有功功率，為第i臺(tái)常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的有功出力的上限，P_gi為第i臺(tái)常規(guī)風(fēng)電機(jī)組的有功出力的下限。其中，上述風(fēng)電極限穿透功率的線性優(yōu)化模型是以風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量的最大化作為目標(biāo)函數(shù)，綜合考慮風(fēng)電機(jī)運(yùn)行約束，功率平衡約束、線路容量約束。

S404：根據(jù)支路傳輸功率模糊約束條件，建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型如下：

max(P_r)

約束條件:

在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S108，即根據(jù)風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型獲取風(fēng)電極限穿透功率的步驟，可以包括：

S502：對(duì)風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束進(jìn)行清晰等價(jià)處理。

S504：將風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型進(jìn)行獲取輸出風(fēng)電極限穿透功率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S504，即對(duì)風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束進(jìn)行清晰等價(jià)處理的步驟，可以包括：

S602：獲取機(jī)會(huì)約束函數(shù)g(x,ξ)＝ξ-h(x)，其中x為決策變量，ξ為模糊變量，h(x)為僅包含決策變量的函數(shù)式。

S604：將約束不等式Cr{g(x,ξ)≤0}＞α轉(zhuǎn)換為Cr{ξ≤h(x)}＞α，則h(x)≥λ，則λ為：

其中，λ為中間變量，無(wú)具體含義。

S606：根據(jù)支路傳輸功率模糊約束條件求得h(x)，且當(dāng)時(shí)，成立條件為：

其中，μ表示隸屬度函數(shù)。

S608：根據(jù)風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差的隸屬度函數(shù)，將模糊機(jī)會(huì)約束條件轉(zhuǎn)化為等價(jià)類形式：

在上述的實(shí)施例中，對(duì)于輸入的配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)和接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)，可以統(tǒng)一輸入，而不必分開(kāi)進(jìn)行輸入，避免多次輸入。

為了驗(yàn)證上述實(shí)施例中風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化方法的有效性，以IEEE30節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)作為算例，分別分析了風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差和置信水平對(duì)風(fēng)電極限穿透功率的影響。

(1)不同的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差。請(qǐng)參閱圖3所示，圖3為一實(shí)施例中的不同風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)水平下的風(fēng)電極限穿透功率的結(jié)果圖，韋布爾分布參數(shù)k＝2.0，c＝8.5。額定風(fēng)速為12.4m/s，切入風(fēng)速為6.5m/s，切出風(fēng)速19.5m/s。模糊可信度指標(biāo)α為0.95，分別在節(jié)點(diǎn)16、10、12、6、20接入風(fēng)機(jī)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的極限穿透功率。圖3的結(jié)果表明，隨著預(yù)測(cè)誤差值的增大，同一節(jié)點(diǎn)下風(fēng)電極限穿透功率逐漸下降，說(shuō)明風(fēng)速實(shí)際出力與預(yù)測(cè)值的偏差值越大時(shí)，則對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式的要求提高，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定魯棒性的要求提高了，于是風(fēng)電場(chǎng)的極限穿透功率必然要受到限制。

(2)不同置信水平。請(qǐng)參閱圖4所示，圖4為一實(shí)施例中的不同置信水平下的風(fēng)電極限穿透功率的結(jié)果圖。風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差E_w＝±20％；權(quán)重系數(shù)σ＝2.33。分別在節(jié)點(diǎn)16、10、12、6、20接入風(fēng)機(jī)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的極限穿透功率。圖4的結(jié)果表明隨著α的減小，風(fēng)機(jī)的穿透功率逐漸增大。這是因?yàn)榭尚哦戎笜?biāo)α在風(fēng)機(jī)容量決策模型中表征了避免越限風(fēng)險(xiǎn)的概念，選擇大的α意味著可以減少風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)決策結(jié)果也趨于保守；選擇較小的α則可以獲得較高的穿透功率，提高風(fēng)電的利用率，但是由于風(fēng)電預(yù)測(cè)存在誤差，容易造成支路容量越限。

上述實(shí)施例中結(jié)合可信性理論和模糊理論，對(duì)風(fēng)電輸出功率的不確定性進(jìn)行合理處理，采用概率分布函數(shù)表征隨機(jī)性，可信性函數(shù)表征模糊性，采用模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電極限穿透功率的求解，有利于在規(guī)劃階段提出合理的設(shè)計(jì)方案保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

請(qǐng)參閱圖5所示，圖5為一實(shí)施例中的風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化裝置的示意圖。在該實(shí)施例中，該風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化裝置包括可信性測(cè)度模塊100、模糊約束條件模塊200、模型建立模塊300、最優(yōu)解模塊400以及輸出模塊500。其中，該模型建立模塊300的第一輸入端與可信性測(cè)度模塊100的輸出端相連接，該模型建立模塊300的第二輸入端與模糊約束條件模塊200的輸出端相連接，該最優(yōu)解模塊400的輸入端與模型建立模塊300的輸出端相連接，該輸出模塊500的輸入端與最優(yōu)解模塊400的輸出端相連接。

可信性測(cè)度模塊100用于建立風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)。模糊約束條件模塊200用于建立支路傳輸功率模糊約束條件。模型建立模塊300用于根據(jù)可信性測(cè)度函數(shù)和模糊約束條件建立風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型。最優(yōu)解模塊400用于根據(jù)風(fēng)電極限穿透功率模糊機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型獲取風(fēng)電極限穿透功率。輸出模塊500用于根據(jù)獲取的風(fēng)電極限穿透功率對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行配置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，該風(fēng)電極限穿透功率優(yōu)化裝置還包括信息獲取模塊600，該信息獲取模塊600的第一輸出端與可信性測(cè)度模塊100的輸入端相連接，信息獲取模塊600的第二輸出端與模糊約束條件模塊200的輸入端相連接，信息獲取模塊600用于獲取接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)和配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)。接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)包括風(fēng)速概率分布尺度系數(shù)q、風(fēng)速概率分布形狀系數(shù)k、風(fēng)電的額定輸出功率P_r、切入風(fēng)速v_ci、切出風(fēng)速v_o、額定風(fēng)速v_r以及系數(shù)常數(shù)a、b、c。配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣M、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣B、支路電抗x_mn、風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的上限以及風(fēng)電機(jī)組的有功輸出的下限。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，可信性測(cè)度模塊100包括風(fēng)速預(yù)測(cè)單元、風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元、隸屬度函數(shù)單元以及可信性測(cè)度函數(shù)單元。該風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元的輸入端與風(fēng)速預(yù)測(cè)單元的輸出端相連接，該隸屬度函數(shù)單元的輸入端與風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元的輸出端相連接，該可信性測(cè)度函數(shù)單元的輸入端與隸屬度函數(shù)單元的輸出端相連接。

風(fēng)速預(yù)測(cè)單元用于根據(jù)接入配電網(wǎng)的風(fēng)電參數(shù)表征風(fēng)速的概率分布，并建立風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系，且通過(guò)蒙特卡洛模擬風(fēng)速；其中，

風(fēng)速的概率分布為：其中v為預(yù)測(cè)風(fēng)速；

風(fēng)電輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系為：其中P_w為風(fēng)電輸出功率。

該風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)單元用于對(duì)風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w進(jìn)行模糊建模，則風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差為：其中假定風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)值P_w′是確定的。

該隸屬度函數(shù)單元用于獲取風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差ε_w的隸屬度函數(shù)的柯西分布：

其中，表示正誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，表示負(fù)誤差百分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)平均值，σ為權(quán)重，μ_w為變量_w的隸屬度函數(shù)。

該可信性測(cè)度函數(shù)單元用于獲取可信性測(cè)度函數(shù)Cr{ξ∈R}和隸屬度函數(shù)u(x)之間的關(guān)系：

其中，R表示模糊事件，ξ表示模糊變量，sup表示取上界，u(x)表示ξ的隸屬度函數(shù)。

以及建立ε_w∈R時(shí)的風(fēng)電輸出功率預(yù)測(cè)誤差的可信性測(cè)度函數(shù)為：

在其中一個(gè)實(shí)施例中，模糊約束條件模塊200包括輸出功率計(jì)算單元、有功功率單元、模糊約束條件單元。該有功功率單元與輸出功率計(jì)算單元相連接，該模糊約束條件單元的輸入端與有功功率單元的輸出端相連接。

輸出功率計(jì)算單元用于根據(jù)預(yù)測(cè)風(fēng)速計(jì)算風(fēng)電輸出功率P_w＝P_w′(1+ε_w)。該有功功率單元用于根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)，建立支路傳輸?shù)挠泄β剩?/p>

其中，I_mn表示線路_mn傳輸?shù)挠泄β?，P_g表示常規(guī)風(fēng)電機(jī)組輸出功率，P_l表示系統(tǒng)總負(fù)荷需求；風(fēng)電輸出功率P_w＝P_w′(1+ε_w)。

該模糊約束條件單元用于建立支路傳輸功率模糊約束條件：

其中，為線路mn傳輸?shù)臉O限有功功率，α為模糊可信度指標(biāo)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。