本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，特別是指一種電力系統(tǒng)容量配置方法、裝置、電子設備和存儲介質。

背景技術：

1、目前，以風機和光伏為代表的可再生能源越來越多地接入電力系統(tǒng)中，電源的成本參數的不確定性、可再生能源出力的隨機性、波動性以及相關性等多種不確定性大大增強，對電力系統(tǒng)的容量配置結果影響很大，同時在配置過程中電源的隨機故障等因素嚴重影響著電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行，導致電力系統(tǒng)對容量配置的要求越來越高，而含有多元不確定性和考慮需求的容量配置優(yōu)化問題同時影響配置成本，所以電力系統(tǒng)容量配置優(yōu)化問題的有效求解是目前亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種電力系統(tǒng)容量配置方法、裝置、電子設備和存儲介質，用以解決現(xiàn)有技術中電力系統(tǒng)容量配置優(yōu)化的問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種電力系統(tǒng)容量配置方法，包括：

3、根據電力系統(tǒng)中電源的綜合成本和環(huán)境成本，構建總成本最小化的目標函數；其中，所述電源包括風機、光伏、儲能電池以及發(fā)電機中的至少一項；所述發(fā)電機包括柴油發(fā)電機和/或天然氣發(fā)電機；

4、根據系統(tǒng)功率約束、儲能電池充放電狀態(tài)約束、儲能電池充放電功率約束、發(fā)電機出力約束、需求響應負荷功率約束以及天然氣相關約束中的至少一項，確定約束條件；

5、根據所述目標函數和所述約束條件，建立所述電力系統(tǒng)對應的容量配置模型；

6、利用電源的成本參數集合對所述容量配置模型進行轉換，并對轉換后的所述容量配置模型進行處理，得到所述電力系統(tǒng)的容量配置結果；其中，所述成本參數集合的約束是線性約束，且所述成本參數集合為凸包集合。

7、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述根據電力系統(tǒng)中電源的綜合成本和環(huán)境成本，構建總成本最小化的目標函數，包括：

8、利用第一公式，根據電源的投資成本、電源的運維成本、儲能電池替換成本、發(fā)電機燃料成本、發(fā)電機發(fā)電成本以及所述環(huán)境成本，構建所述總成本最小化的目標函數；

9、其中，所述第一公式為：

10、m＝min(ccap+com+crep,batt+cfuel+conoff+ce+cen)；

11、所述m表示所述總成本最小化的目標函數；

12、所述ccap表示電源的投資成本，所述ccap是根據電源的總數、電源的種類以及各種類電源的個數、單位容量以及單位容量投資成本確定的；

13、所述com表示電源的運維成本，所述com是根據系統(tǒng)折現(xiàn)率、系統(tǒng)運行年限、系統(tǒng)運行時間、各種類電源的單位容量運維成本以及各種類電源的各時刻的出力確定的；

14、所述crep，batt表示儲能電池替換成本，所述crep，batt是根據儲能電池的替換年份、單位容量替換成本、個數以及單個儲能電池額定容量確定的；

15、所述cfuel表示發(fā)電機燃料成本，所述cfuel是根據單位體積的燃料成本、各時刻消耗燃料的體積、燃料曲線的系統(tǒng)、各時刻發(fā)電機的啟停狀態(tài)以及各時刻發(fā)電機的出力確定的；

16、conoff表示電源的啟停成本；

17、所述ce表示發(fā)電機發(fā)電成本，由發(fā)電機單位功率的發(fā)電成本和發(fā)電機t時刻發(fā)電功率確定；

18、所述cen表示所述環(huán)境成本，所述cen是根據每消耗單位體積的燃料需要承擔的環(huán)境成本確定的。

19、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述天然氣相關約束包括：天然氣基礎設施建設的年投資成本和運維成本、天然氣存儲設備和管道的建設狀態(tài)約束、天然氣供應約束、天然氣平衡約束、天然氣傳輸約束以及天然氣存儲設備相關約束中的至少一項。

20、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述建立所述電力系統(tǒng)對應的容量配置模型，包括：

21、建立所述容量配置模型的目標函數為：

22、

23、建立所述容量配置模型的約束條件為：

24、gx(x)≥0；

25、

26、其中，x表示決策變量集合，且x＝[x；y]，x表示連續(xù)變量集合，y表示整數變量集合，ncpv表示風機容量；ncwt表示光伏容量；分別表示第t時刻儲能電池充電狀態(tài)的輔助變量和儲能電池放電狀態(tài)的輔助變量；e(t)表示第t時刻儲能電池的剩余電量；pch(t)、pdis(t)分別表示第t時刻儲能電池充電功率和儲能電池放電功率；pg(t)表示第t時刻發(fā)電機出力大?。籩dr(t)表示第t時刻需求響應負荷的電量；分別表示第t時刻需求響應負荷的上調功率和下調功率；nbatt表示儲能電池的個數；分別表示儲能電池充電狀態(tài)和放電狀態(tài)；pg_onoff(t)表示第t時刻發(fā)電機的啟停狀態(tài)；

27、所述wn表示成本參數，w表示所述成本參數集合，n表示成本參數的個數，且wn＝[ccap，unit(i)、com，unit(i)、crep，batt，unit、cfuel，unit、cg，unit]；

28、所述fx(x)表示所述環(huán)境成本；

29、所述表示所述電源的綜合成本和所述總成本最小化的目標函數；

30、所述gx(x)表示所述約束條件中的儲能電池充放電狀態(tài)約束、儲能電池充放電功率約束、發(fā)電機出力約束、需求響應負荷功率約束以及天然氣相關約束；

31、所述表示所述約束條件中的系統(tǒng)功率約束。

32、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述利用電源的成本參數集合對所述容量配置模型進行轉換，包括：

33、根據輔助變量函數，確定第一約束；其中，所述輔助變量函數為：所述第一約束為：

34、根據所述容量配置模型的約束條件，獲取第二約束；其中，所述第二約束為包含成本參數和決策變量的約束，所述第二約束為：

35、對所述第一約束和所述第二約束進行處理，得到轉換后的所述容量配置模型，其中，轉換后的所述容量配置模型的目標函數為：

36、minx(fx(x)+s(x))；

37、轉換后的所述容量配置模型的約束條件，包括：

38、gx(x)≥0；

39、grobust(x)≥0；

40、其中，grobust(x)為與所述儲能電池充放電狀態(tài)約束、所述儲能電池充放電功率約束、所述發(fā)電機出力約束、需求響應負荷功率約束以及所述天然氣相關約束對應的魯棒約束條件。

41、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述對轉換后的所述容量配置模型進行處理，得到所述電力系統(tǒng)的容量配置結果，包括：

42、采用混合整數線性配置求解器，并輸入確定性參數，對轉換后的所述容量配置模型進行處理，輸出所述決策變量集合；

43、其中，所述確定性參數包括系統(tǒng)參數和模型參數；

44、所述系統(tǒng)參數包括t、δt、yr以及rd；其中，t表示系統(tǒng)運行總時間；δt表示時間間隔；yr表示系統(tǒng)運行年限；rd表示系統(tǒng)折現(xiàn)率；

45、所述模型參數包括：ηinv、erated，batt、ηch、ηdis、δ、repyr、wdr以及pload(t)；其中，ηinv表示光伏逆變器效率；erated，batt表示儲能電池額定容量；δ、ηch、ηdis分別表示儲能電池每小時的自放電率、充電效率以及放電效率；表示儲能電池充放電狀態(tài)轉換次數上限值；repyr表示儲能電池的替換年份；wdr表示總負荷用于需求響應負荷的比例系數；pload(t)表示第t時刻負荷功率。

46、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述對所述第二約束進行處理，包括：

47、采用枚舉魯棒對等(enumeration?robust?counterpart，erc)算法，對所述第二約束進行變換，將所述第二約束轉變成只含有決策變量的目標約束。

48、可選地，所述的電力系統(tǒng)容量配置方法，所述采用枚舉魯棒對等(enumerationrobust?counterpart，erc)算法，對所述第二約束進行變換，將所述第二約束轉變成只含有決策變量的目標約束，包括：

49、根據所述成本參數集合，獲取成本參數的上限約束和下限約束；

50、將所述上限約束和所述下限約束添加到第三約束中；其中，所述第三約束是根據所述容量配置模型的約束條件確定的，所述第三約束表示為所述第三約束為只包含成本參數的約束；

51、根據所述第三約束，構造多面體為：p＝{wn|(ae0)*wn≤b-ax0}；其中，p表示多面體；e0和x0均是根據所述第三約束是否包含等式約束確定的；a表示所述第三約束中系數矩陣的相反數；b表示所述第三約束中的常數矩陣；

52、利用第二公式，獲取所述多面體的頂點；其中，所述第二公式為：wi＝[x0,...,x0]j+e0*ept；wi表示所述頂點；i表示所述多面體的第i個頂點；ep表示所述多面體的極點矩陣；j表示極點轉置矩陣列維度的長度；

53、根據所述第二約束，獲取(c+atx)twn和(btx+d)；c和d都是常數矩陣；

54、利用第三公式，并通過所述多面體的頂點替換所述成本參數，將所述第二約束轉變成所述目標約束；其中，所述第三公式為：

55、

56、為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種電力系統(tǒng)容量配置裝置，包括：

57、構建模塊，用于根據電力系統(tǒng)中電源的綜合成本和環(huán)境成本，構建總成本最小化的目標函數；其中，所述電源包括風機、光伏、儲能電池以及發(fā)電機中的至少一項；所述發(fā)電機包括柴油發(fā)電機和/或天然氣發(fā)電機；

58、確定模塊，用于根據系統(tǒng)功率約束、儲能電池充放電狀態(tài)約束、儲能電池充放電功率約束、發(fā)電機出力約束、需求響應負荷功率約束以及天然氣相關約束中的至少一項，確定約束條件；

59、建立模塊，用于根據所述目標函數和所述約束條件，建立所述電力系統(tǒng)對應的容量配置模型；

60、得到模塊，用于利用電源的成本參數集合對所述容量配置模型進行轉換，并對轉換后的所述容量配置模型進行處理，得到所述電力系統(tǒng)的容量配置結果；其中，所述成本參數集合的約束是線性約束，且所述成本參數集合為凸包集合。

61、為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種電子設備，包括：收發(fā)器、處理器、存儲器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的程序或指令；所述處理器執(zhí)行所述程序或指令時實現(xiàn)如上所述的電力系統(tǒng)容量配置方法。

62、為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種可讀存儲介質，其上存儲有程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的電力系統(tǒng)容量配置方法。

63、本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下：

64、本發(fā)明實施例，根據電力系統(tǒng)中電源的綜合成本和環(huán)境成本，構建總成本最小化的目標函數，以及根據系統(tǒng)功率約束、儲能電池充放電狀態(tài)約束、儲能電池充放電功率約束、發(fā)電機出力約束、需求響應負荷功率約束以及天然氣相關約束中的至少一項，確定約束條件，從而根據所述目標函數和所述約束條件，建立所述電力系統(tǒng)對應的容量配置模型，并利用電源的成本參數集合對所述容量配置模型進行轉換，并對轉換后的所述容量配置模型進行處理，得到所述電力系統(tǒng)的容量配置結果，所述成本參數集合的約束是線性約束，且所述成本參數集合為凸包集合，將不確定性的魯棒優(yōu)化問題轉變?yōu)榇_定性問題，有利于降低電源的配置容量，提高能源利用率，提高電力系統(tǒng)的經濟性。