本技术涉及电力系统调度，特别涉及一种计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法及装置。
背景技术：
1、在“双碳”目标的背景下，风电等可再生能源在电力系统中的渗透率将不断增加。由于发电资源富集地区通常远离用电负荷中心，可再生能源将更多地需要通过输电线路外送实现跨省市消纳。因此，在保障安全的情况下充分挖掘线路的潜在传输容量，对于促进可再生能源消纳、提升系统运行经济性都将起到至关重要的作用。
2、相关技术中，可以应用动态增容技术有效提升输电线路的传输容量，根据实际的环境信息数据计算线路的传输容量，实现对于输电线路的安全扩容；也可以根据计及输电线路动态增容技术的机组组合方法，通过环境数据计算出线路的动态传输容量后将其带入机组组合模型中的线路容量约束并进行求解，有效缓解电网阻塞、促进风电消纳；还可以根据计及动态增容技术的两阶段随机规划机组组合方法，利用场景法刻画风电出力和线路动态传输容量的不确定性，有效地提升系统运行的经济性和可靠性。
3、然而，相关技术中，不确定性因素的概率分布通常较为复杂且难以准确获取，另外，过度依赖场景缩减方法进行求解，无法在优化决策时涵盖所有可能发生的场景，影响决策结果在不确定性因素极端取值场景下的可行性，亟需改进。
技术实现思路
1、本技术提供一种计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法及装置，以解决相关技术中，不确定性因素的概率分布通常较为复杂且难以准确获取，另外，过度依赖场景缩减方法进行求解，无法在优化决策时涵盖所有可能发生的场景，影响决策结果在不确定性因素极端取值场景下的可行性等问题。
2、本技术第一方面实施例提供一种计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法，包括以下步骤：根据历史环境气象数据计算线路动态传输容量的历史数据，并基于风电出力的历史数据和所述线路动态传输容量的历史数据，建立用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合；基于出力区间分解方法，建立两阶段鲁棒机组组合模型，所述两阶段鲁棒机组组合模型包括目标函数和约束条件，目标函数为两阶段的目标函数，两阶段包括第一阶段和第二阶段，其中，以机组和储能设备的启停状态和出力区间为第一阶段决策变量，以最恶劣场景下机组和储能设备的实际出力为第二阶段决策变量，且对于应用动态增容技术的输电线路将传输容量作为所述目标函数的不确定因素；采用列约束生成算法将所述两阶段鲁棒机组组合模型分解为主问题与子问题，并基于所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述主问题与所述子问题进行迭代求解，直至满足预设迭代停止条件，得到最终鲁棒机组组合结果。
3、可选地，在本技术的一个实施例中，所述采用列约束生成算法将所述两阶段鲁棒机组组合模型分解为主问题与子问题，并基于所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述主问题与所述子问题进行迭代求解，直至满足预设迭代停止条件，得到最终鲁棒机组组合结果，包括：简写所述两阶段鲁棒机组组合模型，以得到对应的简写函数，并设置所述简写函数的目标值上界和目标值下界；基于所述简写函数建立所述主问题，并基于所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述主问题进行求解，得到所述主问题的最优解；基于所述主问题的最优解，优化所述目标值下界，得到优化后的目标值下界，并建立所述子问题；利用kkt(karush-kuhn-tucker conditions，库恩-塔克条件)条件及所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述子问题进行转化求解，以得到所述子问题的最优解；基于所述主问题的最优解和所述子问题的最优解更新优化所述目标值上界，以得到优化后的目标值上界；判断所述优化后的目标值上界和所述优化后的目标值下界的差值是否满足所述预设迭代停止条件；如果所述优化后的目标值上界和所述优化后的目标值下界的差值不满足预设迭代停止条件，则向所述主问题添加约束条件，并对所述主问题与所述子问题进行迭代求解，直至满足所述预设迭代停止条件，得到所述最终鲁棒机组组合结果，即所述机组和所述储能设备的启停状态和出力区间。
4、可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据历史环境气象数据计算线路动态传输容量的历史数据，并基于风电出力的历史数据和所述线路动态传输容量的历史数据，建立用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合，包括：基于所述风电出力的历史数据和线路动态传输容量的历史数据，确定由所述风电出力的历史数据和所述线路动态传输容量的历史数据组成的不确定性因素；基于所述不确定因素，利用盒式集合得到不确定性因素取值范围的盒式不确定集合；利用椭球集合得到椭球不确定集合，所述椭球不确定集合包括所述风电出力时间相关性的椭球不确定集合、所述线路动态传输容量时间相关性的椭球不确定集合、所述不确定性空间相关性的椭球不确定集合；基于所述不确定性因素取值范围的盒式不确定集合和所述椭球不确定集合，得到所述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合。
5、可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于出力区间分解方法，建立两阶段鲁棒机组组合模型，包括：建立所述两阶段鲁棒机组组合模型的约束条件，所述两阶段鲁棒机组组合模型的约束条件包括第一阶段决策变量的第一约束条件和第二阶段决策变量的第二约束条件，其中，所述第一阶段决策变量的第一约束条件可以但不限于包括火电机组出力区间的上下界约束、火电机组启停动作与运行状态约束、火电机组最小开停机时间约束、火电机组爬坡功率约束、储能充电和放电功率区间的上下界约束和/或储能储存能量约束中的至少一个，所述第二阶段决策变量的第二约束条件可以但不限于包括系统能量约束、线路传输容量约束、火电机组出力约束、储能设备出力约束、风电机组出力约束和/或切负荷约束中的至少一个。
6、可选地，在本技术的一个实施例中，所述线路动态传输容量的历史数据的计算公式可以但不限于为：
7、
8、其中，为线路的动态电流传输容量，qc为线路的对流散热功率，qr为线路的辐射散热功率，qs为线路的日照吸热功率，r为线路导体达到最高允许运行温度时的线路单位长度的电阻。
9、可选地，在本技术的一个实施例中，所述两阶段鲁棒机组组合模型的目标函数可以但不限于为：
10、
11、其中，i为系统节点的索引，和分别为火电机组的启动和停机成本，为火电机组运行的固定成本，ui,t和vi,t分别为表示火电机组启动/停机的0-1变量，当取值为1时表示机组启动/停机，当取值为0时表示机组运行状态不变，zi,t为表示火电机组运行状态的0-1变量，当取值为1时表示机组运行，当取值为0时表示机组不运行，为火电机组运行的变动成本，和分别为储能的充电成本和放电成本，ccur为弃风成本，cls为切负荷成本，为火电机组的实际出力，为风电机组的弃风量，和分别为储能的实际充电和放电功率，为切负荷量，u为不确定性因素，x和y分别为第一阶段和第二阶段的决策变量。
12、本技术第二方面实施例提供一种计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合装置，包括：第一建立模块，用于根据历史环境气象数据计算线路动态传输容量的历史数据，并基于风电出力的历史数据和所述线路动态传输容量的历史数据，建立用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合；第二建立模块，用于基于出力区间分解方法，建立两阶段鲁棒机组组合模型，所述两阶段鲁棒机组组合模型包括目标函数和约束条件，目标函数为两阶段的目标函数，两阶段包括第一阶段和第二阶段，其中，以机组和储能设备的启停状态和出力区间为第一阶段决策变量，以最恶劣场景下机组和储能设备的实际出力为第二阶段决策变量，且对于应用动态增容技术的输电线路将传输容量作为所述目标函数的不确定因素；生成模块，用于采用列约束生成算法将所述两阶段鲁棒机组组合模型分解为主问题与子问题，并基于所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述主问题与所述子问题进行迭代求解，直至满足预设迭代停止条件，得到最终鲁棒机组组合结果。
13、可选地，在本技术的一个实施例中，所述生成模块，包括：简写单元，用于简写所述两阶段鲁棒机组组合模型，以得到对应的简写函数，并设置所述简写函数的目标值上界和目标值下界；第一求解单元，用于基于所述简写函数建立所述主问题，并基于所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述主问题进行求解，得到所述主问题的最优解；第一生成单元，用于基于所述主问题的最优解，更新优化所述目标值下界，得到优化后的目标值下界，并建立所述子问题；第二求解单元，用于利用kkt条件及所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述子问题进行转化求解，以得到所述子问题的最优解；优化单元，用于基于所述主问题的最优解和所述子问题的最优解更新优化所述目标值上界，以得到优化后的目标值上界；判断单元，用于判断所述优化后的目标值上界和所述优化后的目标值下界的差值是否满足所述预设迭代停止条件；添加单元，用于在所述目标值上界和所述目标值下界的差值不满足预设迭代停止条件的情况下，向所述主问题添加约束条件，并对所述主问题与所述子问题进行迭代求解，直至满足所述预设迭代停止条件，得到所述最终鲁棒机组组合结果，即所述机组和所述储能设备的启停状态和出力区间。
14、可选地，在本技术的一个实施例中，所述第一建立模块，包括：确定单元，用于基于所述风电出力的历史数据和线路动态传输容量的历史数据，确定由所述风电出力的历史数据和所述线路动态传输容量的历史数据组成的不确定性因素；第一生成单元，用于基于所述不确定因素，利用盒式集合得到所述不确定性因素取值范围的盒式不确定集合；第二生成单元，用于利用椭球集合得到椭球不确定集合，所述椭球不确定集合包括所述风电出力时间相关性的椭球不确定集合、所述线路动态传输容量时间相关性的椭球不确定集合、所述不确定性空间相关性的椭球不确定集合；第三生成单元，用于基于所述不确定因素取值范围的盒式不确定集合和所述椭球不确定集合，得到所述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合。
15、可选地，在本技术的一个实施例中，所述第二建立模块，包括：建立单元，用于建立所述两阶段鲁棒机组组合模型的约束条件，所述两阶段鲁棒机组组合模型的约束条件包括第一阶段决策变量的第一约束条件和第二阶段决策变量的第二约束条件，其中，所述第一阶段决策变量的第一约束条件可以但不限于包括火电机组出力区间的上下界约束、火电机组启停动作与运行状态约束、火电机组最小开停机时间约束、火电机组爬坡功率约束、储能充电和放电功率区间的上下界约束和/或储能储存能量约束中的至少一个，所述第二阶段决策变量的第二约束条件可以但不限于包括系统能量约束、线路传输容量约束、火电机组出力约束、储能设备出力约束、风电机组出力约束和/或切负荷约束中的至少一个。
16、可选地，在本技术的一个实施例中，所述线路动态传输容量的历史数据的计算公式可以但不限于为：
17、
18、其中，为线路的动态电流传输容量，qc为线路的对流散热功率，qr为线路的辐射散热功率，qs为线路的日照吸热功率，r为线路导体达到最高允许运行温度时的线路单位长度的电阻。
19、可选地，在本技术的一个实施例中，所述两阶段鲁棒机组组合模型的目标函数可以但不限于为：
20、
21、其中，i为系统节点的索引，和分别为火电机组的启动和停机成本，为火电机组运行的固定成本，ui,t和vi,t分别为表示火电机组启动/停机的0-1变量，当取值为1时表示机组启动/停机，当取值为0时表示机组运行状态不变，zi,t为表示火电机组运行状态的0-1变量，当取值为1时表示机组运行，当取值为0时表示机组不运行，为火电机组运行的变动成本，和分别为储能的充电成本和放电成本，ccur为弃风成本，cls为切负荷成本，为火电机组的实际出力，为风电机组的弃风量，和分别为储能的实际充电和放电功率，为切负荷量，u为不确定性因素，x和y分别为第一阶段和第二阶段的决策变量。
22、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法。
23、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法。
24、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该程序被执行时实现如上的计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法。
25、本技术实施例可以基于风电出力的历史数据和线路动态传输容量的历史数据建立用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合，并基于出力区间分解方法建立两阶段鲁棒机组组合模型，进而采用列约束生成算法将两阶段鲁棒机组组合模型分解为主问题与子问题，对主问题与子问题进行迭代求解以得到最终鲁棒机组组合结果，有效地刻画风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性，保证机组组合优化决策结果在不确定性因素任意取值场景下的可行性，并且能够避免优化决策结果过于保守，从而提升系统运行的经济性和可靠性。由此，解决了相关技术中，不确定性因素的概率分布通常较为复杂且难以准确获取，另外，过度依赖场景缩减方法进行求解，无法在优化决策时涵盖所有可能发生的场景，影响决策结果在不确定性因素极端取值场景下的可行性等问题。
26、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
1.一种计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用列约束生成算法将所述两阶段鲁棒机组组合模型分解为主问题与子问题，并基于所述用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合对所述主问题与所述子问题进行迭代求解，直至满足预设迭代停止条件，得到最终鲁棒机组组合结果，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据历史环境气象数据计算线路动态传输容量的历史数据，并基于风电出力的历史数据和所述线路动态传输容量的历史数据，建立用于描述风电出力和线路动态传输容量的不确定性和时空相关性的不确定集合，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于出力区间分解方法，建立两阶段鲁棒机组组合模型，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线路动态传输容量的历史数据的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两阶段鲁棒机组组合模型的目标函数为：
7.一种计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述生成模块，包括：
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一建立模块，包括：
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二建立模块，包括：
11.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-6任一项所述的计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-6任一项所述的计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法。
13.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，该程序被执行时，以用于实现如权利要求1-6任一项所述的计及输电线路动态增容的鲁棒机组组合方法。
