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机会约束交流最优功率流的凸松弛

Convex Relaxations of Chance Constrained AC Optimal Power Flow

Technical University of Denmark(丹麦技术大学);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院)

Andreas Venzke, Lejla Halilbasic, Uros Markovic, Gabriela Hug, Spyros Chatzivasileiadis

AI总结:

本文提出了一种机会约束交流最优功率流的凸松弛方法,能够提供全局最优性的保证。通过分段仿射策略,确保了可处理性,准确建模大功率偏差,并确定了有功、无功和电压的合适校正控制策略。针对两种类型的不确定性集,提出了可 tractable 的公式。使用基于场景的方法,不假设预测误差的概率分布,得到矩形不确定性集的稳健公式。或者,假设预测误差服从高斯分布,提出了一种适合半正定规划的机会约束分析重述。在IEEE 24和118节点系统上使用现实的日前预测数据验证了方法的性能,并获得了紧致的近全局最优性保证。

摘要:

高渗透的可再生能源和日益增长的随机负荷要求在如最优功率流(OPF)等工具中显式表示不确定性。当前的方法要么采用线性化方法,要么采用非线性的迭代近似。本文提出了一种机会约束交流OPF的半正定松弛,能够提供全局最优性的保证。使用分段仿射策略,可以确保可处理性,准确建模大功率偏差,并确定有功、无功和电压的合适校正控制策略。我们为两种类型的不确定性集提出了一种可 tractable 的公式。使用基于场景的方法,并不假设预测误差的概率分布,我们得到矩形不确定性集的稳健公式。或者,假设预测误差服从高斯分布,我们提出了一种适合半正定规划的机会约束分析重述。我们使用现实的日前预测数据在IEEE 24和118节点系统上验证了我们的方法的性能,并获得了紧致的近全局最优性保证。

英文摘要:

High penetration of renewable energy sources and the increasing share of stochastic loads require the explicit representation of uncertainty in tools such as the optimal power flow (OPF). Current approaches follow either a linearized approach or an iterative approximation of non-linearities. This paper proposes a semidefinite relaxation of a chance constrained AC-OPF which is able to provide guarantees for global optimality. Using a piecewise affine policy, we can ensure tractability, accurately model large power deviations, and determine suitable corrective control policies for active power, reactive power, and voltage. We state a tractable formulation for two types of uncertainty sets. Using a scenario-based approach and making no prior assumptions about the probability distribution of the forecast errors, we obtain a robust formulation for a rectangular uncertainty set. Alternatively, assuming a Gaussian distribution of the forecast errors, we propose an analytical reformulation of the chance constraints suitable for semidefinite programming. We demonstrate the performance of our approach on the IEEE 24 and 118 bus system using realistic day-ahead forecast data and obtain tight near-global optimality guarantees.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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