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基于相对熵的分布鲁棒联合机会约束最优潮流
Distributionally Robust Joint Chance-Constrained Optimal Power Flow Using Relative Entropy
| 作者 | Eli Brock · Haixiang Zhang · Javad Lavaei · Somayeh Sojoudi |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Systems |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 最优潮流问题 机会约束最优潮流 数据驱动算法 分布鲁棒优化 IEEE基准电力系统 |
语言:
中文摘要
在不确定性环境下,设计最优潮流(OPF)问题的鲁棒算法对大规模电力系统控制至关重要。机会约束最优潮流(CCOPF)为运行成本与约束满足率之间的权衡提供了自然建模方式。本文提出一种基于分布鲁棒优化(DRO)的数据驱动CCOPF算法,证明所提出的分布鲁棒机会约束重构是精确的,而现有方法多依赖保守近似。我们建立了分布外样本的鲁棒性保证,并证明该解在具有相同保证的所有方法中最优。通过IEEE标准系统的仿真,验证了所提算法相较于现有方法的优越性能。
English Abstract
Designing robust algorithms for the optimal power flow (OPF) problem is critical for the control of large-scale power systems under uncertainty. The chance-constrained OPF (CCOPF) problem provides a natural formulation of the trade-off between the operating cost and the constraint satisfaction rate. In this work, we propose a new data-driven algorithm for the CCOPF problem, based on distributionally robust optimization (DRO). We show that the proposed reformulation of the distributionally robust chance constraints is exact, whereas other approaches in the CCOPF literature rely on conservative approximations. We establish out-of-sample robustness guarantees for the distributionally robust solution and prove that the solution is the most efficient among all approaches enjoying the same guarantees. We apply the proposed algorithm to the CCOPF problem and compare the performance of our approach with existing methods using simulations on IEEE benchmark power systems.
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SunView 深度解读
该分布鲁棒机会约束最优潮流技术对阳光电源储能系统和光伏并网产品具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中,可应用于多时间尺度功率调度优化,在新能源出力不确定性下保证电网约束满足率与经济性平衡。对于ST系列储能变流器的能量管理系统,该数据驱动算法可提升实时调度鲁棒性,避免传统随机优化的过度保守。在光伏电站群控场景,结合iSolarCloud平台的历史数据,可优化SG逆变器集群的有功无功协调控制。相对熵约束的分布外样本保证特性,特别适合应对极端天气等罕见工况,提升系统安全裕度。建议在EMS能量管理算法中集成该方法,增强产品在高比例新能源场景的适应能力。