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风电变流技术 储能系统 多物理场耦合 ★ 5.0

基于快速响应单元的韧性电力系统实时动态调度多阶段鲁棒优化

Multi-Stage Robust Optimization of Real-Time Dynamic Dispatch With Fast-Acting Units in Resilient Power Systems

作者 Houbo Xiong · Yunhui Shi · Mohammad Shahidehpour · Chuangxin Guo · Yue Zhou
期刊 IEEE Transactions on Power Systems
出版日期 2024年4月
技术分类 风电变流技术
技术标签 储能系统 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 多阶段随机鲁棒优化 实时调度 快速动作单元 动态规划模型 系统韧性
语言:

中文摘要

提出一种基于动态规划的多阶段随机-鲁棒优化模型,用于含快速响应单元的电力系统实时调度,以提升极端事件下的系统韧性。该方法包含离线求解与在线调度:离线阶段将T时段实时调度建模为T阶段优化问题,采用改进的快速鲁棒对偶动态规划算法求解;在线阶段利用生成的成熟代价函数作为各时段策略,快速指导单元状态调整与调度决策。通过场景法建模多阶段故障,并构建风电不确定性集以降低计算复杂度。在改进的IEEE 14、118和300节点系统上的算例验证了所提方法的有效性。

English Abstract

We propose a dynamic programming (DP) model for multi-stage stochastic-robust optimization (DMSR) to solve the real-time dispatch in power grids with fast-acting (FA) units for enhancing system resilience under extreme events. The proposed approach considers an offline solution and online dispatch. In the offline solution, the T-period real-time dispatch is formulated as a T-stage DMSR model, where its solution is based on an enhanced version of the fast robust dual dynamic programming (FRDDP) algorithm. In online dispatch, the mature cost-to-go functions coupling each stage are used as per-period policies to quickly direct the state adjustment of FA units and real-time dispatch decisions. In DMSR, the scenario-based technique is employed to model contingencies in the multi-stage framework, and the uncertainty set of wind power is constructed to reduce computing complexity. Case studies on the modified IEEE 14-Bus, 118-Bus and 300-Bus systems demonstrate the effectiveness of the proposed real-time dispatch method and solution methodology.
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SunView 深度解读

该研究的多阶段鲁棒优化调度方法对阳光电源的储能与光储系统具有重要应用价值。可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的调度控制,提升极端工况下的系统韧性。特别是其快速响应调度算法,可优化储能系统的AGC调频和事故备用等辅助服务能力。研究中的风电不确定性建模方法也可用于改进iSolarCloud平台的新能源功率预测算法。建议在GFM/VSG控制策略中融入该调度方法,进一步提升储能产品的电网支撑能力。该技术对构建更智能、更可靠的储能调度系统具有重要的指导意义。