本发明属于电力系统运行优化，具体涉及一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法。
背景技术：
1、在工业园区配置风电、光伏等新能源及储能是分布式电源发展的重要方向(工业园区微电网示意图见图1)，能够提高工业园区工作、生活用电的自给率，实现清洁供电。通过优化风、光、储发电计划及与外部电网的功率交换计划，工业园区微电网能够降低用电成本，甚至实现盈利，并在故障后的保持一定时间的孤岛运行状态，降低经济损失。现有工业园区微电网优化调度方法通常仅考虑正常运行方式下的策略优化，而较少考虑台风、高温、日食等恶劣天气对运行策略的影响。本方法考虑恶劣天气对新能源及负荷功率、工业园区微电网运行状态等边界条件的影响，及恶劣天气发生时间预测不确定性，开展并网及离网两种工况下优化调度，实现恶劣天气下工业园区微电网高可靠性运行。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，该方法基于恶劣天气下的风、光、荷预测修正曲线，开展并网及离网工况下微电网鲁棒优化调度，得到满足经济性和可靠性的运行策略。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，包括如下步骤：
3、步骤1、获取计算所需数据，包括电源参数、联络线参数、新能源预测数据、负荷预测数据；
4、步骤2、获取恶劣天气预警信息，包括恶劣天气的类型、起止时间；
5、步骤3、根据恶劣天气预警信息，修正风电、光伏、负荷功率预测曲线；
6、步骤4、判断微电网运行状态，若微电网处于并网状态，以经济性最优为目标，构建微电网并网运行策略鲁棒优化模型；若微电网处于离网状态，以重要负荷供电时间最长为目标，构建微电网离网运行鲁棒优化模型；
7、步骤5、求解优化模型，获得运行策略。
8、在本发明一实施例中，步骤1中，电源参数、联络线参数、新能源预测数据、负荷预测数据具体如下：
9、1)电源参数：包括风电、光伏、储能的各类电源的容量、电量参数；
10、2)联络线参数：工业园区微电网与配电网连接的联络线传输功率上限；
11、3)新能源预测数据：风电、光伏逐时刻可发电功率的预测值；
12、4)负荷预测数据：工业园区微电网逐时刻用电功率预测值。
13、在本发明一实施例中，步骤2中，恶劣天气的类型包括：台风、高温、日食。
14、在本发明一实施例中，步骤3中，考虑包括台风、高温、日食的多种恶劣天气对风电、光伏、负荷曲线的不同影响，并考虑恶劣天气起止时刻预测的不确定性。
15、在本发明一实施例中，步骤3具体实现如下：
16、获取恶劣天气功率修正曲线，记风电、光伏、负荷功率预测曲线分别为ptw,pre、pts,pre、ptl,pre，相应的功率修正曲线分别为δptw、δpts、δptl；
17、对于台风，将导致微电网所在区域风速的剧烈变化，进而导致风电可发电功率变化，且变化幅度随机性较强，可认为风电功率修正曲线变化值为满足正态分布的一系列数据，即：
18、δptw～n(0,σ2)(1)
19、
20、式中，σ为正态分布的方差，可根据台风预警情况设置，pw为风电装机容量，根据式(1)生成风电功率修正曲线，同时所生成曲线应满足式(2)的上下限要求；
21、同时，台风带来的降温将导致负荷用电减小，认为负荷用电等比例缩小，即：
22、
23、式中，kl为负荷功率缩放系数，取值范围为0-1；
24、台风对光伏功率的影响相对较小，可认为台风期间光伏修正功率为0，即：
25、
26、对于高温，将导致负荷及光伏功率增大，同时风电功率减小，可认为高温影响下，风电、光伏、负荷预测功率进行等比例缩放，相应的功率修正曲线如下：
27、
28、其中，kw、ks分别为风电、光伏功率缩放系数，ps为光伏装机容量，光伏修正功率还应满足式(8)的上下限要求；
29、对于日食，主要影响光伏的出力，日食其间，光伏下降至一极小值ps，则光伏功率修正曲线为：
30、
31、可忽略日食对风电、负荷功率的影响，认为日食期间修正功率曲线为0，即：
32、
33、获得功率修正曲线后，即可结合恶劣天气预测时段对风电、光伏、负荷功率进行修正；用分别表示风电、光伏、负荷受恶劣天气影响的时段，受影响则取值为1，不受影响则取值为0，影响时段应是连续的；对于风电，影响时段为影响开始时刻记为影响结束时刻记为影响中间时刻记为则影响持续时间间，的取值为1，其余时间段取值为0；同理，对于光伏、负荷，影响时段分别为
34、由于对恶劣天气影响时段的预测存在不确定性，时间开始与结束时间可能与预测时间存在偏差；即实际影响开始时刻可能不为而是附近的某个时刻，同时，实际影响结束时刻可能不为而是附近的某个时刻；在认为tw时刻发生恶劣天气的前提下，考虑发生/结束时段不确定性后，影响时段用下式表示：
35、
36、
37、式中，为预测的光伏、负荷功率受恶劣天气影响起始时刻，为预测的光伏、负荷功率受恶劣天气影响结束时刻，ts、tl为预测的光伏、负荷功率受恶劣天气影响的中间时刻，γw,1、γs,1、γl,1分别表示风电、光伏、负荷功率受影响起始时刻的最大可能偏移量，γw,2、γs,2、γl,2分别表示风电、光伏、负荷功率受影响结束时刻的最大可能偏移量；
38、则风电、光伏、负荷修正后的功率曲线ptw,fix、pts,fix、ptl,fix表示为：
39、
40、在本发明一实施例中，步骤4中，根据微电网运行状态，分别构建并网运行鲁棒优化模型及离网运行鲁棒优化模型，实现不确定因素影响下，并网工况成本最低运行及离网工况高可靠性运行。
41、在本发明一实施例中，并网运行鲁棒优化模型具体构建如下：
42、并网运行鲁棒优化模型的优化目标为：在所有可能的恶劣天气起止时段下，均实现运行成本最低，同时返回最坏情况下可能的运行成本；记x为所有决策变量集合，包括风电发电功率、光伏发电功率、储能充放电功率、联络线交换功率，u为所有不确定变量集合，包括则目标函数的表达式如下：
43、
44、式中，cin、cout分别为单位购电成本、单位售电收益，ptl,in、ptl,out分别为联络线购电功率、联络线售电功率；
45、运行约束包括：
46、1)风电运行约束：
47、
48、式中，ptw表示风电发电功率；
49、2)光伏运行约束：
50、
51、式中，pts表示光伏发电功率；
52、3)储能运行约束：
53、
54、其中，ptstor,c、ptstor,d、qstor、分别为储能充电功率、放电功率、功率上限、充电状态、放电状态、蓄电量、蓄电量下限、蓄电量上限；ηq、ηc、ηd分别为充储能的自损耗系数、充电效率、放电效率，m为一极大常数；为1时表示充电，为1时表示放电；
55、若预警的恶劣天气为高温或日食，则储能蓄电量下限qp取5％；若预警的恶劣天气为台风，考虑到台风期间受故障等因素影响，微电网可能进入离网运行状态，需预留部分电量以供离网运行时使用，储能蓄电量下限qp取50％；
56、4)联络线传输功率约束：
57、
58、式中，pl,max为联络线最大传输功率；
59、5)功率平衡约束：
60、
61、6)风、光、荷预测功率不确定性约束：式(12)-式(20)。
62、在本发明一实施例中，离网运行鲁棒优化模型具体构建如下：
63、离网运行鲁棒优化模型的运行目标为：在所有可能的恶劣天气起止时段下，均实现离网状态下维持最长时间的重要负荷供电，同时给出最坏情况下的可连续供电时间；则目标函数的表达式为：
64、
65、式中，表示负荷供应情况，若风光储发电功率可满足重要负荷用电，则取值为1，若无法满足重要负荷供电，则取值为0；因此，需满足以下约束条件：
66、
67、其中，δl为重要负荷比例系数，认为重要负荷占微电网总负荷的比例为固定值；对于式(38)，当微电网发电能力能够满足重要负荷用电时，括号内式子为0，在目标函数的作用下，取1；若微电网发电能力无法满足重要负荷用电，括号内式子小于0，在式(38)约束下，取0；
68、约束条件包括：
69、1)风电运行约束：即式(22)；
70、2)光伏运行约束：即式(23)；
71、3)储能运行约束：即式(24)-式(31)；
72、本发明还提供了一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度系统，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
73、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上式所述的方法步骤。
74、相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本方法首先获取恶劣天气预警信息，并基于恶劣天气预警信息修正风电、光伏、负荷预测曲线，进而实时监测微电网运行状态，根据监测结果分别构建并网/离网优化调度模型并求解，以实现在台风、高温、日食等多种恶劣天气影响下高经济性、高可靠性运行。
1.一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，步骤1中，电源参数、联络线参数、新能源预测数据、负荷预测数据具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，步骤2中，恶劣天气的类型包括：台风、高温、日食。
4.根据权利要求1所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，步骤3中，考虑包括台风、高温、日食的多种恶劣天气对风电、光伏、负荷曲线的不同影响，并考虑恶劣天气起止时刻预测的不确定性。
5.根据权利要求4所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，步骤3具体实现如下：
6.根据权利要求5所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，步骤4中，根据微电网运行状态，分别构建并网运行鲁棒优化模型及离网运行鲁棒优化模型，实现不确定因素影响下，并网工况成本最低运行及离网工况高可靠性运行。
7.根据权利要求6所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，并网运行鲁棒优化模型具体构建如下：
8.根据权利要求7所述的一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度方法，其特征在于，离网运行鲁棒优化模型具体构建如下：
9.一种恶劣天气下工业园区微电网高可靠性优化调度系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如权利要求1-8任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如权利要求1-8任一所述的方法步骤。
