1、問題背景: 主動配電網(wǎng)中的不確定性因素給恢復(fù)控制帶來了挑戰(zhàn)
1.1配電網(wǎng)恢復(fù)控制原理
配電網(wǎng)通常呈輻射狀運行，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，將導(dǎo)致故障點所在線路的下游區(qū)域全部停電。配電網(wǎng)中的開關(guān)一般分為常閉的分段開關(guān)和常開的聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩類，對故障進行定位與隔離后，可通過協(xié)調(diào)這兩類開關(guān)的開合狀態(tài)，將非故障停電區(qū)的負荷轉(zhuǎn)接到其他饋線或同一饋線的帶電支路上，實現(xiàn)供電恢復(fù)。因此，恢復(fù)控制本質(zhì)上是一個滿足配電網(wǎng)運行約束下的開關(guān)組合優(yōu)化問題。
1.2主動配電網(wǎng)中的不確定性
由于許多設(shè)備的操作需要人工執(zhí)行, 實際的供電恢復(fù)是一個耗時過程，期間存在的不確定性因素主要有：
1) 分布式電源出力波動：以光伏和風(fēng)電為代表的分布式電源（DG）的出力，會受天氣和環(huán)境因素的影響而發(fā)生波動。隨著分布式電源在配電網(wǎng)中滲透率的不斷提高，其出力不確定性對恢復(fù)控制的影響將日益顯著。
2)節(jié)點負荷波動：節(jié)點負荷值取決于用戶用電情況，是一個無法精確預(yù)測的時變量。
3) 負荷估計誤差：由于目前配電網(wǎng)安裝的負荷量測裝置很少，大部分非量測節(jié)點只能通過典型負荷曲線法或短期負荷預(yù)測法獲得偽量測數(shù)據(jù)，因此其估計值與真實的負荷值之間可能存在較大偏差。
1.3傳統(tǒng)確定性算法存在的問題
在傳統(tǒng)的恢復(fù)控制算法中，分布式電源出力和負荷均用單點預(yù)測值表示， 視為確定性參數(shù)，這種確定決策模型存在安全隱患。例如，倘若恢復(fù)期間實際的負荷高于預(yù)測值，分布式電源出力低于預(yù)測值，由確定性算法生成的恢復(fù)策略可能造成線路過載或電壓越限，最終導(dǎo)致供電恢復(fù)失敗。因此，主動配電網(wǎng)中的不確定性因素給傳統(tǒng)的確定性算法帶來了挑戰(zhàn)。本文提出一種新的魯棒恢復(fù)控制方法， 使得產(chǎn)生的恢復(fù)策略在這些不確定性參數(shù)（分布式電源出力、負荷波動和估計誤差）在給定的范圍波動時，供電恢復(fù)方案總是能保證電網(wǎng)安全的，即可行的。
2、算法模型: 保守性可調(diào)的魯棒恢復(fù)控制優(yōu)化模型
常見的確定性建模方法可以分為隨機模型和魯棒模型，但是隨機模型需要給定變量概率分布，而且存在計算困難問題。為此，本文對配電網(wǎng)恢復(fù)控制決策問題構(gòu)建為一種兩階段魯棒優(yōu)化方法問題，包含以下幾個步驟：
步驟1：將一般的恢復(fù)控制決策描述為一個混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，其目標(biāo)函數(shù)為最大化恢復(fù)失電負荷，約束條件包括輻射狀拓撲約束、功率平衡約束、線路容量約束和節(jié)點電壓安全約束等。該模型暫不考慮不確定性因素，是一個確定性恢復(fù)控制優(yōu)化模型(DROM)。
步驟2： 根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建出分布式電源出力和負荷的不確定性區(qū)間。
步驟3：基于DROM和不確定性區(qū)間，建立兩階段的魯棒恢復(fù)控制優(yōu)化模型（RROM）； 其第一階段為生成最優(yōu)的失電負荷恢復(fù)策略，第二階段是在不確定性區(qū)間中搜索出最惡劣的波動場景。
步驟4：引入不確定性預(yù)算（Budget of Uncertainty）技術(shù)調(diào)節(jié)該模型模型保守度， 使得該方法能夠在魯棒性和保守性中做權(quán)衡。
最終，考慮分布式電源出力不確定性和負荷不確定性的恢復(fù)控制決策，被建立為保守度可調(diào)的兩階段魯棒優(yōu)化模型。針對這樣的兩階段問題，本文使用列約束生成法將其分解為主問題和子問題進行迭代求解。由該模型生成的恢復(fù)策略，對于不確定性區(qū)間中的所有波動場景均能保證不出現(xiàn)配電網(wǎng)運行約束被破壞的情況。
