本說明書實施例涉及電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，尤其是一種提升電力系統(tǒng)彈性的方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、近年來，風(fēng)電場越來越多的以大規(guī)模、集中式并入電力系統(tǒng)。然而，隨著全球氣候條件日趨惡劣，極端天氣的發(fā)生也變得愈加頻繁，例如臺風(fēng)、強降雨、冰雹等極端天氣對世界各國電力系統(tǒng)都造成了巨大破壞。因此，電力系統(tǒng)輸配電安全問題愈發(fā)受到人們的重視，由極端天氣引發(fā)的長時間大范圍輸變電事故的潛在風(fēng)險與預(yù)期損失不容忽視已經(jīng)成為人們的共識。區(qū)別于如刮風(fēng)、下雨、干燥等常規(guī)氣候和空載電壓不穩(wěn)定、輸電線路跳閘、母線閃絡(luò)切除等常規(guī)設(shè)備故障，極端天氣具有概率小、損失大、隨機性強的特點，電力系統(tǒng)在輸變電環(huán)節(jié)中不僅需要在常規(guī)氣候、常規(guī)故障的環(huán)境下保證電網(wǎng)整體工作的可靠性，還需在極端天氣的影響下保證系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定的供電。在電力系統(tǒng)中引入彈性形成彈性電網(wǎng)，可以在極端天氣發(fā)生前進行預(yù)防、在極端天氣發(fā)生時進行調(diào)度、在極端天氣發(fā)生后進行回復(fù)，使電力系統(tǒng)具有更強的靈活性、更好的安全性、更優(yōu)的電能質(zhì)量、更高的自愈能力。因此，電力系統(tǒng)彈性提升成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇。

2、目前，在極端天氣發(fā)生前對電力系統(tǒng)進行增強的方式如建立隔離墻、區(qū)域劃分等手段，現(xiàn)有對極端天氣的對應(yīng)策略需要投入大量的人力物力，甚至部分方式會造成消極作用：將線路埋入地面抵御臺風(fēng)不利于后續(xù)維修的開展；在極端天氣發(fā)生后一般接到巡檢小組或用戶反饋等方式了解、掌握故障區(qū)域位置，并進行維修，無法實現(xiàn)故障區(qū)域的及時維修或者更換，延遲用戶的等待周期。因此，如何有效、合理地制定電力系統(tǒng)防御災(zāi)害的應(yīng)急體系，采取有效的調(diào)度措施防災(zāi)，減小災(zāi)害損失成為當(dāng)前研究電力系統(tǒng)彈性亟需解決的首要問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本說明書實施例的目的在于，提供一種提升電力系統(tǒng)彈性的方法、裝置、設(shè)備及存儲介質(zhì)，能夠在極端天氣下合理調(diào)度靈活性資源，提高電力系統(tǒng)彈性，增強線路對極端天氣的主動抵御能力和快速響應(yīng)能力。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本說明書實施例的具體技術(shù)方案如下：

3、一方面，本說明書實施例提供一種提升電力系統(tǒng)彈性的方法，所述方法包括：

4、獲取目標區(qū)域的歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)所述歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)得到極端天氣下的線路故障概率；

6、根據(jù)所述線路故障概率生成若干故障場景，每一故障場景包含斷線數(shù)量及線路受損信息；

7、根據(jù)所述斷線數(shù)量對所述若干故障場景進行聚類，根據(jù)聚類結(jié)果和線路受損信息計算得到不同斷線數(shù)量場景的受損概率；

8、將極端天氣下對輸電線路造成的沖擊表示為一組離散不確定集，將所述離散不確定集作為天氣約束條件；

9、基于所述天氣約束條件和不同斷線數(shù)量場景的受損概率建立主動抵御兩階段魯棒優(yōu)化模型，其中第一階段模型用于最小化災(zāi)害發(fā)生前的線路主動停運成本，第二階段模型用于最小化災(zāi)害發(fā)生時的被動切負荷成本；

10、對所述兩階段魯棒優(yōu)化模型進行求解，得到電力系統(tǒng)最優(yōu)抵御方案。

11、進一步地，所述根據(jù)所述歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)得到極端天氣下的線路故障概率，包括：

12、根據(jù)所述歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)繪制線路脆弱性曲線；

13、對所述線路脆弱性曲線進行擬合，得到線路故障率擬合函數(shù)；

14、根據(jù)所述線路故障率擬合函數(shù)得到線路故障率；

15、根據(jù)所述線路故障率構(gòu)建線路故障概率模型；

16、根據(jù)所述故障概率模型得到線路故障概率。

17、進一步地，所述根據(jù)所述線路故障概率生成若干故障場景，包括：

18、對于每一線路，根據(jù)所述線路故障概率隨機生成其線路狀態(tài)，所述線路狀態(tài)包括正常和故障；

19、將所有線路狀態(tài)為故障的線路進行組合，得到一個故障場景；

20、重復(fù)如上步驟，直至達到預(yù)定的模擬次數(shù)，得到若干故障場景。

21、進一步地，所述離散不確定集包括：利用如下公式表示極端天氣下對輸電線路造成的沖擊：

22、

23、其中，u表示離散不確定集，ul表示所述離散不確定集的決策變量，表示在災(zāi)害發(fā)生期間輸電線路是否受到?jīng)_擊，l表示第l條輸電線路，z表示該場景下輸電線路集，l表示總輸電線路集合，μ表示災(zāi)害發(fā)生時受損線路數(shù)量的基數(shù)預(yù)算。

24、進一步地，所述主動抵御兩階段魯棒優(yōu)化模型的目標函數(shù)，包括：

25、

26、其中，f為目標函數(shù)，ig為第g臺發(fā)電機，ng為發(fā)電機總數(shù)量，nl為線路總數(shù)，n為總節(jié)點數(shù)，t為抵御總時間，pipre為災(zāi)前預(yù)削負荷量，pished為災(zāi)中被迫削負荷量，c為成本函數(shù)，為可調(diào)度機組發(fā)電量，為可調(diào)度機組運行成本，分別為可調(diào)度機組啟停成本，為線路主動停運成本，所述線路主動停運成本是根據(jù)所述不同斷線數(shù)量場景的受損概率計算得到的，u表示離散不確定集，u表示某一不確定場景，為災(zāi)前主動削減負荷的成本系數(shù)，為災(zāi)中由于線路損壞造成的被動負荷削減成本系數(shù)；

27、所述主動抵御兩階段魯棒優(yōu)化模型的約束條件包括：天氣約束、機組調(diào)度約束、直流潮流約束、削負荷約束及節(jié)點約束。

28、進一步地，所述對所述兩階段魯棒優(yōu)化模型進行求解，包括：

29、s1：將上界參數(shù)和下界參數(shù)分別初始化為正無窮大和負無窮大；

30、s2：將所述兩階段魯棒優(yōu)化模型中的第一階段模型作為主問題，第二階段模型作為子問題；

31、s3：對所述主問題進行求解，將所述主問題的目標函數(shù)值作為新的下界參數(shù)；

32、s4：對所述子問題進行求解，將所述子問題的目標函數(shù)值和主問題的目標函數(shù)值進行求和作為新的上界參數(shù)；

33、s5：計算所述新的上界參數(shù)和下界參數(shù)差值的絕對值，判斷所述差值的絕對值是否小于預(yù)設(shè)閾值；

34、s6：若是，則輸出主問題和子問題的目標函數(shù)值，將其作為最優(yōu)解；

35、s7：若否，則根據(jù)所述子問題的目標函數(shù)值生成新約束并添加至主問題中，重復(fù)步驟s3-s5。

36、另一方面，本說明書實施例提供了一種提升電力系統(tǒng)彈性的裝置，所述裝置包括：

37、獲取模塊，用于獲取目標區(qū)域的歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)；

38、線路故障概率計算模塊，用于根據(jù)所述歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)得到極端天氣下的線路故障概率；

39、故障場景生成模塊，用于根據(jù)所述線路故障概率生成若干故障場景，每一故障場景包含斷線數(shù)量及線路受損信息；

40、聚類模塊，用于根據(jù)所述斷線數(shù)量對所述若干故障場景進行聚類，根據(jù)聚類結(jié)果和線路受損信息計算得到不同斷線數(shù)量場景的受損概率；

41、天氣約束確定模塊，用于將極端天氣下對輸電線路造成的沖擊表示為一組離散不確定集，將所述離散不確定集作為天氣約束條件；

42、模型構(gòu)建模塊，用于基于所述天氣約束條件和不同斷線數(shù)量場景的受損概率建立主動抵御兩階段魯棒優(yōu)化模型，其中第一階段模型用于最小化災(zāi)害發(fā)生前的線路主動停運成本，第二階段模型用于最小化災(zāi)害發(fā)生時的被動切負荷成本；

43、求解模塊，用于對所述兩階段魯棒優(yōu)化模型進行求解，得到電力系統(tǒng)最優(yōu)抵御方案。

44、又一方面，本說明書實施例還提供了一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器、以及存儲在所述存儲器上的計算機程序，所述計算機程序被所述處理器運行時，執(zhí)行上述任意一項所述方法的指令。

45、又一方面，本說明書實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被計算機設(shè)備的處理器運行時，執(zhí)行上述任意一項所述方法的指令。

46、又一方面，本說明書實施例還提供了一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品被計算機設(shè)備的處理器運行時，執(zhí)行上述任意一項所述方法的指令。

47、采用上述技術(shù)方案，本說明書實施例提供的一種提升電力系統(tǒng)彈性的方法，能夠根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)線路受損數(shù)據(jù)得到極端天氣下的線路故障概率，其次使用非序貫蒙特卡洛模擬法根據(jù)線路故障概率生成故障場景，并對不同受損線路數(shù)量的故障場景進行聚類，以便后續(xù)能夠根據(jù)聚類結(jié)果和線路受損信息得到不同斷線數(shù)量場景的受損概率，然后將極端天氣下對輸電線路造成的沖擊表示為一組離散不確定集，并將該離散不確定集作為天氣約束條件，基于天氣約束條件構(gòu)造主動抵御兩階段魯棒優(yōu)化模型，第一階段模型用于最小化災(zāi)害發(fā)生前的線路主動停運成本，第二階段模型用于最小化災(zāi)害發(fā)生時的被動切負荷成本，最后對該模型進行求解，得到電力系統(tǒng)最優(yōu)抵御方案，有效減少了面對極端天氣時電力系統(tǒng)的切負荷量和經(jīng)濟損失，從而提升極端天氣下電力系統(tǒng)的彈性。

48、上述說明僅是本說明書的一些實施例技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本說明書的一些實施例的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為讓本說明書實施例的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。