### 考虑风电不确定性的多区电力系统分散式随机调度方法
#### 一、引言及背景
近年来，随着全球范围内对清洁能源需求的增长以及环境保护意识的提高，以风能和太阳能为代表的可再生能源逐渐成为能源结构中的重要组成部分。在中国，为实现能源转型目标，大力发展可再生能源已成为国家战略之一。截至2016年底，中国可再生能源发电总装机容量已达到全国电力总装机容量的36.4%，显示出了强劲的发展势头。然而，风能作为一种典型的间歇性可再生能源，其发电量受自然条件的影响较大，具有很强的随机性和不确定性，这对电力系统的稳定运行带来了挑战。
此外，随着能源互联网技术的发展，多区域电力系统的互联运行已成为趋势。这种互联不仅提高了电力资源的利用效率，还促进了区域之间的能源互补，但在实际操作中也面临着如何在保持各区域自治的同时，有效应对风电等可再生能源带来的不确定性这一难题。
#### 二、研究内容与方法
##### 1. 复制区域边界节点实现解耦
为了实现多区域电力系统的解耦，本研究提出了通过复制区域边界节点的方法。这种方法使得每个区域可以独立地管理自己的电力系统，从而减少了因其他区域波动而产生的影响，增强了系统的稳定性。
##### 2. 基于场景法的风电随机性建模
考虑到风电出力的不确定性，本研究采用了场景法来模拟风力发电的随机特性。通过建立不同情景下的风电出力模型，可以更准确地预测未来可能出现的各种情况，为后续的优化调度提供数据支持。
##### 3. 构建两阶段随机优化模型
基于上述建模方法，本研究进一步构建了一个两阶段随机优化模型。第一阶段主要针对风电出力的基本情况，制定初步的调度计划；第二阶段则根据实时的风电出力变化，调整调度策略，以最小化总的运行成本。
##### 4. 应用同步型交替方向乘子法求解
为了求解所建立的两阶段随机优化模型，本文采用了一种高效的优化算法——同步型交替方向乘子法（SADMM）。该方法能够在保持各区域自治的前提下，实现全网优化调度的目标。
#### 三、仿真验证与结果分析
为了验证提出的分散式随机调度方法的有效性，本研究采用了一个修改后的新英格兰39节点系统构建了一个由三个区域组成的互联电力系统作为仿真案例。通过对比不同场景下的调度结果，证明了该方法能够有效地应对风电的随机不确定性，并实现了各区域电网调度的分散自治。
具体来说，仿真结果表明，在面对风电不确定性时，所提出的方法能够显著提高系统的经济性和稳定性。同时，由于采用了分散式的调度策略，各区域可以根据自身的特点灵活调整调度计划，这有助于提高整个电力系统的灵活性和适应性。
#### 四、结论与展望
本文提出了一种考虑风电不确定性的多区域电力系统分散式随机调度方法。通过对区域边界节点的复制、基于场景法的风电随机性建模、构建两阶段随机优化模型以及应用同步型交替方向乘子法求解等一系列步骤，该方法能够有效地解决风电不确定性带来的挑战，并实现多区域电力系统的分散自治调度。未来的研究可以进一步探讨如何将此方法应用于更大规模的实际电力系统中，以及如何结合更多的可再生能源类型和技术手段，以促进能源互联网的发展。
