一種計及風電接入不確定性的經(jīng)濟運行評估方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)分析、優(yōu)化調(diào)度及可再生能源利用技術領域，特別是設及一 種計及風電接入不確定性的經(jīng)濟運行評估方法。
【背景技術】
[0002] 電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題的本質(zhì)是研究在滿足系統(tǒng)能量平衡和運行極限約束前提 下W經(jīng)濟性最優(yōu)（通常是發(fā)電成本最低）為目標的約束最優(yōu)化問題。它是一種最優(yōu)潮流問 題，通過調(diào)整系統(tǒng)中某些控制變量的值，在滿足所有約束條件的基礎上，從所有可行解中尋 找經(jīng)濟性能指標最優(yōu)的調(diào)度方案。最優(yōu)潮流已有算法可分為經(jīng)典方法和智能化方法。其中， 經(jīng)典方法主要有梯度類算法、序列二次規(guī)劃法、牛頓法和內(nèi)點法；智能化方法主要有遺傳算 法和模擬退火方法等。
[0003] 僅包含常規(guī)能源發(fā)電方式的經(jīng)濟調(diào)度是基于電源的可控性和負荷預測的準確性 進行的，可W保證電力系統(tǒng)獲得較為可靠的調(diào)度計劃方案。當大規(guī)模風電功率并入電網(wǎng)W 后，風能受到多種因素的影響具有強烈的間歇性和隨機波動性，使得電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度 問題存在一定的不確定性。大量的研究顯示，風電的隨機波動性可由一定的概率性模型表 示，因此含有風電接入的電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題可由在常規(guī)經(jīng)濟調(diào)度模型基礎上通過引入 風電的概率性模型來求解。目前有關該一問題的計算方法主要分為確定性建模分析和不確 定性建模分析兩大類。其中不確定建模分析方法又可分為模糊建模分析和概率性建模分 析。
[0004] 另一方面，傳統(tǒng)僅考慮發(fā)電側調(diào)度資源的調(diào)度模式在應對風電大規(guī)模接入所帶來 的波動性影響上缺乏靈活性，不利于充分協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)資源，提高風能等可再生能源的利 用效率。用戶用電需求響應是指利用先進的信息通信網(wǎng)絡和技術對需求側資源進行調(diào)度， 將用戶用電需求的主動響應和影響作為"虛擬發(fā)電資源"納入到經(jīng)濟調(diào)度中，直接參與實時 功率平衡。其應用可W在提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的同時提高系統(tǒng)對風電的消納能力。目前， 屬于激勵型需求響應的可中斷負荷相比于其他需求響應方式更適合我國初期的電力市場 環(huán)境?，F(xiàn)有對調(diào)用可中斷負荷方法的研究主要針對可中斷負荷作為備用資源，通過可中斷 用戶與電網(wǎng)公司之間簽訂的可中斷合同確定其參與形式。通常情況下，由用戶根據(jù)電網(wǎng)公 司發(fā)布的電價申報可中斷容量及補償費用，電網(wǎng)公司綜合考慮其申報意愿及發(fā)電側機組情 況確定最優(yōu)的調(diào)度方案，包括可中斷負荷是否被調(diào)用、中斷容量大小、補償方式及價格等， 雙方簽訂可中斷合同，最后根據(jù)實際被調(diào)用情況對參與可中斷的用戶進行補償。但目前尙 缺少計及風電接入不確定性的經(jīng)濟運行評估方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種計及風電接入不確定性的經(jīng)濟運 行評估方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供的計及風電接入不確定性的經(jīng)濟運行評估方法包 括按順序執(zhí)行的下列步驟：
[0007] 步驟（1)隨機經(jīng)濟調(diào)度模型建立；由實際的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，確定參與經(jīng)濟調(diào)度的 可中斷負荷數(shù)據(jù)，建立相應的隨機經(jīng)濟調(diào)度模型，其中包括風電輸出功率模型建立、可中斷 負荷模型的建立和某一調(diào)度周期t內(nèi)隨機經(jīng)濟調(diào)度模型的建立；
[000引步驟（2)最優(yōu)經(jīng)濟調(diào)度方案計算：在某一調(diào)度周期t內(nèi)，采用蒙特卡羅方法對風 電場的輸出功率進行模擬，根據(jù)所得的風電隨機輸出功率及電力系統(tǒng)實際數(shù)據(jù)，W系統(tǒng)總 成本最小為目標，采用原-對偶內(nèi)點法對步驟（1)中所建立的調(diào)度模型進行優(yōu)化計算，得到 該場景下最優(yōu)的經(jīng)濟調(diào)度方案；計算并判斷結果的標準差，直至滿足要求；統(tǒng)計計算結果 的最大值、平均值及標準差參數(shù)，形成經(jīng)濟調(diào)度方案的統(tǒng)計性結果，即得到本方法的最終結 果；
[0009] 步驟（3)消納風電能力評價；對比模型中有無可中斷負荷情況下機組出力隨風電 輸出功率的波動情況，通過計算各機組出力波動的最大值、平均值及標準差參數(shù)，分析可中 斷負荷模型的接入及所得經(jīng)濟調(diào)度方案對系統(tǒng)消納風電能力的影響。
[0010] 在步驟（1)中，所述的隨機經(jīng)濟調(diào)度模型建立的具體過程包括按順序執(zhí)行的下列 步驟：
[0011] 步驟1.1)風電輸出功率模型的建立；將各個風電場的實際輸出功率表示為風電 預測出力和風電偏差量的和，其隨機模型表示為：
[0012] 巧-誠）
[001 引 y W 二 0，。Wi 二 P Wyi/ 口 +Wwindi/ 0 [0014] i = 1, 2, ???, N"
[001引其中，y Wi和0 Wi分別為該正態(tài)分布的期望和標準差；PW5d為各個風電場在t時 段內(nèi)風電的預測功率；Wwindi為各個風電場的總裝機容量；a和P為標準差參數(shù)；NW為風 電場個數(shù)；則在t時段內(nèi)風電的實際輸出功率表示為：
[0016] Pw= P "y+P", A
[0017] 其中，PW、PWy、PW，A均為NWXl的列向量，PW代表了風電在t時段內(nèi)發(fā)出的功率； 對風電功率偏差量進行隨機抽樣，模擬得到風電波動的集合；
[00化]的,a(1)，Pw,a(2)，...，Pw,a(N")}
[0019] 其中，PW，A (n)為第n次抽樣狀態(tài)的風電波動量；NM為樣本總數(shù)；則對應的風電 實際輸出功率為：
[0020] (P"(l)，Pw(2)，…，P"(Nm)}
[0021] 步驟1.2)可中斷負荷模型的建立：可中斷負荷的調(diào)用成本由對可中斷用戶的中 斷容量補償成本和實際調(diào)用的中斷電量補償成本兩部分構成；其中容量補償成本為固定成 本，容量補償價格由最大中斷能力確定；在某一調(diào)度周期t時段內(nèi)，可中斷負荷的調(diào)用成本 模型表示為：
[0022] f DE, J 一 C cap, jCaPpR, j+Cpower, jP。!；, j
[0023] 其中，巧R，j為對第j個可中斷用戶支付的總補償；Ccap，j為第j個用戶的容量補 償價格；CapDR，j為第j個用戶的最大可中斷能力（容量）；Cpower，j為第j個用戶的單位 中斷負荷補償價格；PDR，j為第j個用戶在實際調(diào)度中的中斷電量，為0時表示未被調(diào)用；
[0024] 步驟1. 3)隨機經(jīng)濟調(diào)度模型的建立；將上述所建立的可中斷負荷模型和風電輸 出功率模型納入到調(diào)度計劃模型中，在某一調(diào)度周期t時段內(nèi)，隨機經(jīng)濟調(diào)度的目標函數(shù) 為：
【主權項】
1. 一種計及風電接入不確定性的經(jīng)濟運行評估方法，其特征在于：所述的方法包括按 順序執(zhí)行的下列步驟： 步驟（1)隨機經(jīng)濟調(diào)度模型建立：由實際的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，確定參與經(jīng)濟調(diào)度的可中 斷負荷數(shù)據(jù)，建立相應的隨機經(jīng)濟調(diào)度模型，其中包括風電輸出功率模型建立、可中斷負荷 模型的建立和某一調(diào)度周期t內(nèi)隨機經(jīng)濟調(diào)度模型的建立； 步驟（2)最優(yōu)經(jīng)濟調(diào)度方案計算：在某一調(diào)度周期t內(nèi)，采用蒙特卡羅方法對風電場的 輸出功率進行模擬，根據(jù)所得的風電隨機輸出功率及電力系統(tǒng)實際數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)總成本最 小為目標，采用原-對偶內(nèi)點法對步驟（1)中所建立的調(diào)度模型進行優(yōu)化