考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法

本发明涉及电力调控，特别涉及一种考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法。

背景技术：

1、全球变暖与大气污染是世界环境亟需解决的问题，传统的电力系统经济调度往往注重经济效益的最大化，对环境影响的关注相对较少。风、光等可再生能源的快速发展可显著改变以煤电为主的电源结构，从源头控制环境污染。然而，同一地区多个风电场、光伏电站受气象等因素影响，其发电特性存在一定相关性和不确定性，给环境经济调度带来了巨大挑战。因此，形象地描述多个可再生能源电站之间的发电特性，并合理地应用在电力系统环境经济调度环节中具有重要意义。

2、copula函数常用于描述可再生能源电站出力之间的相关性。主要分为椭圆分布族和阿基米德分布族两类。椭圆分布族的copula函数能够描述特定的对称结构，但不能很好地捕捉由气象等因素引起的相关性结构。阿基米德分布族的copula函数可以表达更复杂的相关性，但只适用于二维变量。因此技术人员又提出了一种将多变量的copula分解为树形结构的级联模型的藤结构copula函数，其能够更好地建立多维变量之间的相关关系。然而，直接采用藤结构copula函数生成的可再生能源出力场景，缺乏与日前阶段的概率预测相结合，容易生成偏离实际情况的出力场景。

3、电网中高比例的可再生能源出力具有较强的不确定性，对调度计划的影响不容忽视。通常采用优化方法来处理这种不确定性，包括鲁棒优化、随机优化和分布鲁棒优化方法。分布鲁棒优化方法结合了前两者的特点，能够平衡调度计划的经济性和鲁棒性，因此被广泛使用。然而，传统的分布鲁棒优化方法使用矩信息描述概率分布，信息有限，并且需要采用半定规划进行求解，计算复杂。

4、因此，亟待一种既能充分利用数据、又能快速且准确地求解模型的调度方法，以保证电网环境经济调度模型的经济性、安全性和环保性。

技术实现思路

1、本发明提供一种考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法，以解决传统环境经济调度中污染物控制方式粗糙、对可再生能源相关性和不确定性的考虑不足等问题。

2、本发明第一方面实施例提供一种考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法，包括以下步骤：建立多个可再生能源电站的r藤copula联合分布函数；对所述每个可再生能源电站的功率进行区间预测，以得到多置信度的功率区间；根据所述多置信度的功率区间和所述r藤copula联合分布函数抽取预设数量的可再生能源功率数据，对所述预设数量的可再生能源功率数据进行聚类，生成多个典型可再生能源出力场景；将所述多个典型可再生能源出力场景输入目标调度中心进行环境经济分布鲁棒优化，得到环境经济分布鲁棒优化模型；利用所述环境经济分布鲁棒优化模型控制碳排放和大气污染物的排放，以获得火电机组的启停计划和资源分配最优值，并根据所述启停计划和所述资源分配最优值制定满足电网功率平衡的调度方案。

3、可选地，所述建立多个可再生能源电站的r藤copula联合分布函数，包括：

4、获取多个可再生能源电站的历史功率数据，并统计所述多个风、光场站的历史功率数据，得到边缘条件分布；

5、根据所述边缘条件分布构建r藤copula联合分布函数，以描述同地区多个可再生能源电站之间的出力空间相关性。

6、可选地，所述对所述每个可再生能源电站的功率进行区间预测，以得到多置信度的区间预测结果，包括：

7、基于lstm算法，根据所述多个风、光场站的历史功率数据预测历史预测结果；

8、根据所述历史预测结果和所述多个风、光场站的历史功率数据计算预测误差；

9、采用abkde方法统计拟合预测误差，以生成所述多置信度的区间预测结果。

10、可选地，所述采用abkde方法统计拟合预测误差，以生成所述多置信度的区间预测结果，包括：

11、采用abkde方法对属于不同功率区间下的预测误差进行拟合，分别得到不同功率区间的预测误差概率密度曲线；

12、在所述不同功率区间的预测误差概率密度曲线确定所述多置信度的区间预测结果。

13、可选地，所述根据所述多置信度的功率区间和所述r藤copula联合分布函数抽取预设数量的可再生能源功率数据，对所述预设数量的可再生能源功率数据进行聚类，生成典型出力场景，包括：

14、在所述r藤copula联合分布函数中均匀生成随机功率样本；

15、通过逆变换采样方法在所述随机数功率样本中抽取满足所述多置信度的功率区间的功率样本，对不满足所述多置信度的功率区间的功率样本进行重抽样，直至达到预设抽样数目，得到所述预设数量的可再生能源功率数据；

16、采用模糊聚类算法对所述预设数量的可再生能源功率数据进行聚类，生成所述典型可再生能源出力场景。

17、可选地，所述利用所述环境经济分布鲁棒优化模型控制碳排放和大气污染物的排放，以获得火电机组的启停计划和资源分配最优值，包括：

18、利用所述环境经济分布鲁棒优化模型控制碳排放和大气污染物的排放，利用列与约束生成算法对所述多个典型可再生能源出力场景进行分布鲁棒优化，直至列与约束生成算法收敛，得到所述火电机组的启停计划和所述资源分配最优值。

19、本发明第二方面实施例提供一种考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度装置，包括：构建模块，用于建立多个可再生能源电站的r藤copula联合分布函数；预测模块，用于对所述每个可再生能源电站的功率进行区间预测，以得到多置信度的功率区间；聚类模块，用于根据所述多置信度的功率区间和所述r藤copula联合分布函数抽取预设数量的可再生能源功率数据，对所述预设数量的可再生能源功率数据进行聚类，生成多个典型可再生能源出力场景；分布鲁棒优化模块，用于将所述多个典型可再生能源出力场景输入目标调度中心进行环境经济分布鲁棒优化，得到环境经济分布鲁棒优化模型；制定模块，用于利用所述环境经济分布鲁棒优化模型控制碳排放和大气污染物的排放，以获得火电机组的启停计划和资源分配最优值，并根据所述启停计划和所述资源分配最优值制定满足电网功率平衡的调度方案。

20、本发明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考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法。

21、本发明第四方面实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上的考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法。

22、本发明第五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考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法。

23、本发明实施例提出的考虑可再生能源相关性的环境经济分布鲁棒调度方法，解决了传统电网环境经济调度中面临的问题，一方面针对碳排放和大气污染物排放的控制，分别采用总量控制和考虑气体扩散模型的地面浓度控制方式；另一方面，针对可再生能源接入系统所带来的相关性和不确定性挑战，通过建立相关性模型，该方法能够更准确地预测可再生能源的出力特性，从而提供更可靠的数据支撑，采用分布鲁棒优化方法，充分考虑了可再生能源出力的不确定性，提高了调度计划的经济性和可靠性，更好地满足电力系统环境经济调度的需求。

24、本发明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，或通过本发明的实践了解到。