考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng)參與短期發(fā)電計劃安排及備用優(yōu)化配置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng)參與短期發(fā)電計劃安排及備用優(yōu)化配置方法，屬于電力系統(tǒng)安全規(guī)劃運行領(lǐng)域。本發(fā)明獲取電力系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)函數(shù)，建立約束條件，基于分解協(xié)調(diào)的思想，將求解目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成的優(yōu)化模型的問題分解為包括第1個安全約束機(jī)組組合子問題以及一次備用充裕性檢查子問題、二次負(fù)備用充裕性檢查子問題、二次正備用和三次備用充裕性檢查子問題在內(nèi)的四個子問題進(jìn)行求解，如果后三個子問題經(jīng)檢查均滿足，則問題得解，如果不滿足，則修改機(jī)組及各類備用配置后再進(jìn)入第1個安全約束機(jī)組組合子問題中，重新求解，直到最后收斂。本發(fā)明能夠有效求解大規(guī)模多故障態(tài)隨機(jī)機(jī)組組合問題。
【專利說明】
考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng)參與短期發(fā)電計劃安排及備用 優(yōu)化配置方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全規(guī)劃運行領(lǐng)域，具體涉及考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng) (Demand Response，DR)參與短期發(fā)電計劃與備用優(yōu)化配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)短期有功備用的決策與分配與電網(wǎng)特點、規(guī)模、電源組成及負(fù)荷水平等 多種因素有關(guān)，電力系統(tǒng)短期有功備用的決策從來都不是一個孤立的研究問題，而是與電 力系統(tǒng)安全約束機(jī)組組合問題緊密結(jié)合，建立一個全面綜合的短期發(fā)電計劃和備用優(yōu)化分 配模型和方法具有很大的現(xiàn)實意義。
[0003] 新能源具有波動性、不確定性和反調(diào)峰性，為保證系統(tǒng)功率平衡必須考慮大量快 速備用。如果風(fēng)電過大，不能完全消納時，為保證功率平衡選擇適當(dāng)棄風(fēng)，用電高峰時期風(fēng) 電反而過少時，除了需要切負(fù)荷以外，主動的DR(需求側(cè)響應(yīng))支持由于其容量潛力巨大，可 用性強，不會造成資源浪費等優(yōu)勢特性使其可以和新能源接入特性形成互補，成為了另一 種更佳的選擇。
[0004] 因此，有必要對系統(tǒng)接入大量新能源后大規(guī)模多故障態(tài)隨機(jī)機(jī)組組合帶來的影響 系統(tǒng)備用總量和分配問題進(jìn)行研究，在制定短期發(fā)電計劃安排及備用優(yōu)化配置時考慮新能 源接入隨機(jī)性與需求側(cè)響應(yīng)的相關(guān)因素。
[0005] -般認(rèn)為風(fēng)功率服從正態(tài)分布，可采用計及風(fēng)功率接入容量的置信水平方法，確 定置信水平就可以估計風(fēng)功率的風(fēng)險值。假設(shè)風(fēng)功率的置信度為α，則風(fēng)功率的置信水平為 β=(100-α)%，服從正態(tài)分布，其值如下：
[0006] R-[-z, Z<APW/δ^η <ζα；ζ\ = β
[0007] ~ζα^·δ^ν <^Pw<zall-5^v
[0008] 式中：Μ-心" /&Β <心2]為風(fēng)功率預(yù)測落在置信區(qū)間的概率，風(fēng)功率預(yù)測 偏差的置信區(qū)間為[_Ζ?·2 ] :4?為風(fēng)功率預(yù)測偏差值的標(biāo)準(zhǔn)差；Ζα/2為置信度 l-α求得的α/2在正態(tài)分布表查詢到的對應(yīng)值。
[0009] 發(fā)電機(jī)的備用容量分為正負(fù)一次備用、正負(fù)二次備用（即傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用部分)和三 次備用三類。本申請認(rèn)為，系統(tǒng)對一次備用、二次備用和三次備用的需求主要用于考慮事故 狀態(tài)下的頻率安全和功率平衡，而對于二次負(fù)備用容量的需求主要用于滿足風(fēng)電功率波 動，因此，一次備用和三次備用僅計及正備用部分，二次備用分為正負(fù)備用。本申請中使用 有可中斷負(fù)荷和直接負(fù)荷控制的激勵型負(fù)荷，分別作為二次和三次備用的需求側(cè)部分使用 計入模型。一般情況，負(fù)荷不同時參與二次備用與三次備用。
[0010] 圖1給出了需求側(cè)的調(diào)度計劃和備用模型示意。假如第j個DR既參與日前計劃、也 參與二次備用和三次備用，則圖1中，PDR,j,min為最小負(fù)荷值，即剛性負(fù)荷;PDR,j,m ax為最大負(fù) 荷值，即彈性負(fù)荷最大值;PDR, j為實際負(fù)荷調(diào)度值，<_和忠_分別為DR參與二次備用的容 量，R3, DR, j為DR參與三次備用的容量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明目的是:為了解決系統(tǒng)接入大量新能源后大規(guī)模多故障態(tài)隨機(jī)機(jī)組組合帶 來的影響系統(tǒng)備用總量和分配問題，提出考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng)參與短期發(fā)電計劃 安排及備用優(yōu)化配置方法。該方法在傳統(tǒng)安全約束機(jī)組模型的基礎(chǔ)上，考慮了風(fēng)電出力的 隨機(jī)性和DR的作用。
[0012] 具體地說，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，包括以下步驟：
[0013] 1)獲取電力系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)，包括風(fēng)電場24時段風(fēng)功率預(yù)測值、各機(jī)組參數(shù)以及負(fù) 荷和旋轉(zhuǎn)備用參數(shù)，所述各機(jī)組參數(shù)包括各機(jī)組的功率上下限、成本系數(shù)、啟停費用、最小 和最大開機(jī)時間、初始狀態(tài)、爬坡約束及初始啟停時間；
[0014] 2)以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)函數(shù)；
[0015] 3)建立約束條件，目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成的優(yōu)化模型為：
[0016] min F=F〇+Fr (1-1)
[0018]其中，F(xiàn)為系統(tǒng)總成本，F(xiàn)〇為系統(tǒng)總的發(fā)電成本，F(xiàn)r為系統(tǒng)總的備用成本；
[0019] T為時段數(shù);Ng、NDR分別為火電機(jī)組總數(shù)、系統(tǒng)中提供備用的DR總數(shù);P1>t為機(jī)組i在 時段t的有功功率;Ii,t為機(jī)組i在時段t的啟停狀態(tài);PWQ,t為風(fēng)電在時段t的預(yù)測值;Pj, DR,t為 第j個DR在時段t的有功功率;PL,t是時段t的非DR型負(fù)荷預(yù)測值；
[0020] Pi,min和Pi,max分別是機(jī)組i最小和最大有功功率；
[0021] ?%^_、?呢以,-分別為第」個〇1?時段丨的負(fù)荷最大值和最小值；
[0022] 、<,、R3,1>t分別為機(jī)組i時段t內(nèi)提供的一次備用、正二次備用、負(fù)二 次備用和三次備用；A P1;i,max為機(jī)組i的最大一次調(diào)頻能力；Δ Τ2、Δ T3分別為二次和三次備 用的調(diào)節(jié)周期和 < 分別為機(jī)組i的上升和下降爬坡速率；
[0023] 、1?3,心,*分別為第」個01?在時段納提供的正二次備用、負(fù)二次備 用和三次備用;％、％分別為DR參與二次備用上調(diào)和下調(diào)的百分?jǐn)?shù)；Ι 1Λ為時段τ內(nèi)機(jī)組i的狀 態(tài)；
[0024] T。^ T。％i分別為機(jī)組i的最小允許開機(jī)時間和最小允許停機(jī)時間；
[0025] APk,t為故障k發(fā)生后的系統(tǒng)功率缺額;Ng,k為故障k發(fā)生后系統(tǒng)可參與一次調(diào)頻的 機(jī)組集合；A f1>max為系統(tǒng)暫態(tài)頻率波動最大值;fN為系統(tǒng)的額定頻率;Km為綜合負(fù)荷的單位 調(diào)節(jié)功率的標(biāo)幺值;K為故障總數(shù)；
[0026] Δ h是系統(tǒng)擾動后穩(wěn)態(tài)頻率波動值;Kg,i是機(jī)組i一次調(diào)頻時下垂曲線的斜率；Δ 是機(jī)組i可提供的最大一次備用對應(yīng)的最大頻率波動值，為負(fù)值；
[0027] APw,t為時段t全系統(tǒng)風(fēng)電的預(yù)測誤差;β為風(fēng)功率的置信水平；
[0028] Ν為節(jié)點總數(shù)，Br為支路總數(shù)，Pm,t為時段t節(jié)點m上的凈注入有功功率分 別表示正常狀態(tài)和故障態(tài)k下節(jié)點m上的注入功率與線路1的傳輸功率之間的轉(zhuǎn)移分布因 子;P 1>max、Pinf,max分別為線路1和斷面線路的最大傳輸功率;N inf為斷面線路數(shù);Sinf為斷面 數(shù);inf為斷面號；巧，為故障態(tài)k下備用被調(diào)用后的節(jié)點m上的凈注入功率；
[0029]以上式中，目標(biāo)函數(shù)minF=Fo+Fr表示使系統(tǒng)總成本最??；
[0030]其中？1 = ?8,#_而4為發(fā)電側(cè)提供的總備用成本七[^為需求側(cè)提供的總備用 成本；
[0034]式中，Si為機(jī)組i的啟動成本，ai，bi，Ci為機(jī)組i的發(fā)電成本系數(shù)；、CU口 C3,1>t分別為機(jī)組i時段t內(nèi)正二次備用、負(fù)二次備用和三次備用的成本系數(shù)； 分別為第j個DR時段t內(nèi)提供正二次備用、負(fù)二次備用和三次備用的成本系 數(shù)；
[0036] 第二個約束Ii,tPi,min彡Ii,tPi, t彡Ii,tPi,max表示機(jī)組出力限制約束；
[0037] 第二個約束 PDR, j,t,min^iPj,DR,t^iPDR, j,t,max 表不 DR 出力限制約束；
[0038] 第四個約束R^t彡·么？1乂釀力,釀-卩^]表示機(jī)組一次備用約束； /?；,, < mint/,,, Δ7； ,ν；', />_-PJ^ , < · AT2 s'；,1^,,-P( mil,]表示機(jī)組正二次備用 約束、負(fù)二次備用約束;馬,，<1^11[/,./_么7；0._[-：^]表示機(jī)組三次備用約束；
[0039] 弟五個約束A，服.λ，S巧,概廣尸玄…丨0 . 表不DR參與二次備用容量約束;R3,DR, j,t<Pj,DR,t_PDR, 表不DR參與三次備用容量約束；
[0040]第六個約束、A - f f表示機(jī)組爬坡速率約束；
[0041
表示機(jī)組最小 運行、最小停運時間限制；
[0042]
為考慮一個預(yù)想故障集K， 根據(jù)次日各個時段發(fā)生故障k時，確保系統(tǒng)一次調(diào)頻后穩(wěn)態(tài)頻率波動值小于系統(tǒng)最大頻率 波動 Δ fi,max = 0.5Hz要求；
[0043] 第九個約束; /i為計及風(fēng)電預(yù)測置信概率的系統(tǒng)二次備用容量 的機(jī)會約束，系統(tǒng)t時段總的正二次備用及負(fù)二次備用分別為：
[0046] Pw)t = Pwo)t+APw)t(t=l,---,1) (1-26)
[0047]
為系統(tǒng)三次備用約束，三次備用由基于激 勵的可中斷負(fù)荷、發(fā)電側(cè)的三次備用共同提供；
[0048]
表示支路傳輸容量約束，其基于轉(zhuǎn)移分布 因子，將線路的傳輸功率近似為節(jié)點注入功率的線性形式；
[0051] 4)基于分解協(xié)調(diào)的思想，將求解優(yōu)化模型的問題分解為包括第1個安全約束機(jī)組 組合子問題以及一次備用充裕性檢查子問題、二次負(fù)備用充裕性檢查子問題、二次正備用 和三次備用充裕性檢查子問題在內(nèi)的四個子問題進(jìn)行求解，如果后三個子問題經(jīng)檢查均滿 足，則問題得解，如果不滿足，則修改機(jī)組及各類備用配置后再進(jìn)入第1個安全約束機(jī)組組 合子問題中，重新求解，直到最后收斂。
[0052] 上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，如求解優(yōu)化模型時僅考慮嚴(yán)重故障，則：
[0053] 式（1-14)相應(yīng)變?yōu)槭剑?-27):
[0054]
[0055] 系統(tǒng)二次正備用和三次備用約束(1-17)變?yōu)?1-28): 「00561
[0058] 二次備用約束為確定性約束，式(1-16)變?yōu)?(1-30)
[0059] 上述各式中的K表示最嚴(yán)重故障，γ為風(fēng)電預(yù)測誤差比例系數(shù)。
[0060] 優(yōu)化模型相應(yīng)變?yōu)榇_定性安全約束機(jī)組組合問題，表示如下：
〇
[0062] 本發(fā)明的有益效果如下：日前計劃與備用優(yōu)化問題為大規(guī)模多故障態(tài)隨機(jī)機(jī)組組 合問題。隨機(jī)主要在于考慮風(fēng)電(含負(fù)荷)預(yù)測的隨機(jī)誤差，進(jìn)而影響到正、負(fù)二次備用的總 量和分配。多故障態(tài)主要在于大擾動下的頻率安全約束和故障態(tài)下網(wǎng)絡(luò)潮流安全約束的滿 足，影響到系統(tǒng)一次備用的安排和三次備用的購置總量和優(yōu)化分配。本發(fā)明考慮了風(fēng)電出 力的隨機(jī)性和DR的作用，以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)，建立了考慮DR和頻率安全約束條件的 優(yōu)化模型，從而能夠有效求解上述問題。
【附圖說明】
[0063] 圖1為需求側(cè)的調(diào)度計劃和備用模型示意圖。
[0064]圖2為本發(fā)明方法的流程圖。
[0065] 圖3為本發(fā)明求解方法的問題劃分和計算框圖。
【具體實施方式】
[0066] 下面參照附圖并結(jié)合實例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0067]實施例1:以某10機(jī)系統(tǒng)為例，在系統(tǒng)中接入1個風(fēng)電場群，模型中發(fā)電側(cè)提供的二 次正旋轉(zhuǎn)備用成本系數(shù)為2〇V(MW · h)，發(fā)電側(cè)提供的二次負(fù)旋轉(zhuǎn)備用成本系數(shù)為11$/ (MW · h)，負(fù)荷直接控制的需求側(cè)提供的備用成本系數(shù)為100$/(MW · h)，可中斷負(fù)荷提供的 備用成本系數(shù)為50$/(Mff · h)，風(fēng)功率預(yù)測偏差的均方差取風(fēng)功率的20%。該系統(tǒng)的短期發(fā) 電計劃安排及備用優(yōu)化配置可以通過以下步驟實現(xiàn)，如圖2所示。
[0068]步驟1:獲取電力系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)，包括風(fēng)電場24時段風(fēng)功率預(yù)測值、各機(jī)組參數(shù)以 及負(fù)荷和旋轉(zhuǎn)備用參數(shù)，所述各機(jī)組參數(shù)包括各機(jī)組的功率上下限、成本系數(shù)、啟停費用、 最小和最大開機(jī)時間、初始狀態(tài)、爬坡約束及初始啟停時間，具體數(shù)據(jù)如表1-3所示。
[0069]表1 24時段風(fēng)功率預(yù)測數(shù)據(jù)
[0071] 表2 10機(jī)24時段算例機(jī)組參數(shù)
[0072]
[0074]表3負(fù)荷和旋轉(zhuǎn)備用參數(shù)
[0076] 步驟2:以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)函數(shù)；
[0077] 步驟3:建立約束條件，目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成的優(yōu)化模型為：
[0078] min F=F〇+Fr (1-1)
[0080]其中，F(xiàn)為系統(tǒng)總成本，F(xiàn)〇為系統(tǒng)總的發(fā)電成本，F(xiàn)r為系統(tǒng)總的備用成本;T為時段 數(shù);Ng、NDR分別為火電機(jī)組總數(shù)、系統(tǒng)中提供備用的DR總數(shù);P1>t為機(jī)組i在時段t的有功功 率;Ii,t為機(jī)組i在時段t的啟停狀態(tài);P WQ,t為風(fēng)電在時段t的預(yù)測值;Pj,DR,t為第j個DR在時段 t的有功功率;PL,t是時段t的非DR型負(fù)荷預(yù)測值;Pi,min和Pi, max分別是機(jī)組i最小和最大有功 功率辦^麗、？呢以-分別為第」個〇1?時段七的負(fù)荷最大值和最小值;1?1丄*、<,,,、<,,、 R3>1,t分別為機(jī)組i時段t內(nèi)提供的一次備用、正二次備用、負(fù)二次備用和三次備用；AP1;1, max 為機(jī)組i的最大一次調(diào)頻能力；ΔΤ2、ΔΤ3分別為二次和三次備用的調(diào)節(jié)周期；矛和#分別 為機(jī)組i的上升和下降爬坡速率；、Rmt分別為第j個DR在時段t內(nèi)提供 的正二次備用、負(fù)二次備用和三次備用;％、％分別為DR參與二次備用上調(diào)和下調(diào)的百分?jǐn)?shù)； Ii, τ為時段τ內(nèi)機(jī)組i的狀態(tài);Τ〇η, i、Τ〇Η, i分別為機(jī)組i的最小允許開機(jī)時間和最小允許停機(jī) 時間；A Pk,t為故障k發(fā)生后的系統(tǒng)功率缺額;Ng,k為故障k發(fā)生后系統(tǒng)可參與一次調(diào)頻的機(jī)
組集合；A f1>max為系統(tǒng)暫態(tài)頻率波動最大值;fN為系統(tǒng)的額定頻率;Km為綜合負(fù)荷的單位調(diào) 節(jié)功率的標(biāo)幺值;K為故障總數(shù)；是系統(tǒng)擾動后穩(wěn)態(tài)頻率波動值;Kg,i是機(jī)組i一次調(diào)頻 時下垂曲線的斜率；A fl,i,max是機(jī)組i可提供的最大一次備用對應(yīng)的最大頻率波動值，為負(fù) 值；APw,t為時段t全系統(tǒng)風(fēng)電的預(yù)測誤差;β為風(fēng)功率的置信水平;N為節(jié)點總數(shù)，Br為支路 總數(shù)，P m,t為時段t節(jié)點m上的凈注入有功功率分別表示正常狀態(tài)和故障態(tài)k下節(jié)點 m上的注入功率與線路1的傳輸功率之間的轉(zhuǎn)移分布因子;P1>max、Pinf, max分別為線路1和斷面 線路的最大傳輸功率;Ninf為斷面線路數(shù);Sinf為斷面數(shù);inf為斷面號;it為故障態(tài)k下備用 被調(diào)用后的節(jié)點m上的凈注入功率。
[0081 ]以上式中，目標(biāo)函數(shù)minF=F〇+Fr表示使系統(tǒng)總成本最小。
[0082]其中？1 = ?8,#_而4為發(fā)電側(cè)提供的總備用成本七[^為需求側(cè)提供的總備用 成本；
[0086]式中，Si為機(jī)組i的啟動成本，ai，bi，Ci為機(jī)組i的發(fā)電成本系數(shù)；C2^、C2^和 C3,1>t分別為機(jī)組i時段t內(nèi)正二次備用、負(fù)二次備用和三次備用的成本系數(shù)；Gin,、 ，Cm t分別為第j個DR時段t內(nèi)提供正二次備用、負(fù)二次備用和三次備用的成本系 數(shù)。
[0087]各約束條件的含義如下：
[0088]
表示系統(tǒng)功率平衡約束；第二個約束Ii, tPi,min彡Ii,tPi,t彡Ii,tPi,max表示機(jī)組出力限制約束；第三個約束P DR,j,t 'min^Pj'DR't^ Pdr，j，t，max表;^DR出力限制約束；第四個約束Ri，i，t^min[-Ii，t · Δ 組一次備用約束；Λ7； · .V: Ρ <min[/;,.A7；-v；\R;-f> n,"J 表示機(jī)組 正二次備用約束、負(fù)二次備用約束；·Δ；Γ; Hm-P,,]表示機(jī)組三次備用約束； 弟五個約束A，構(gòu)7 (mini% · 從雜).?賊? -戶 表;^DR參與二次備用容量約束;R3，DR，j，t<Pj，DR，t~PDR，j，t，min表;^DR參與三次備用容量約束； 第六個約束Am-A 、A表示機(jī)組爬坡速率約束；第七個約束 次日各個時段發(fā)生故障k時，確保系統(tǒng)一次調(diào)頻后穩(wěn)態(tài)頻率波動值小于系統(tǒng)最大頻率波動 Δ f1>max = 0.5Hz要求;第九個約束Pr(端> 為計及風(fēng)電預(yù)測置信概率的系統(tǒng)
二次備用容量的機(jī)會約束，系統(tǒng)t時段總的正二次備用及負(fù)二次備用分別為：
[0091] Pw)t = Pwo)t+APw)t(t=l,---,1) (1-26)
[0092]
為系統(tǒng)三次備用約束，三次備用由基于激 勵的可中斷負(fù)荷、發(fā)電側(cè)的三次備用共同提供;第十一個約束- 示支路傳輸容量約束，其基于轉(zhuǎn)移分布因子，將線路的傳輸功率近似為節(jié)點注入功率的線 性形式；第十二個約束
表示斷面功率約束；第十三個約束
表示考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的備用可用性約束。
[0093] 步驟4:基于分解協(xié)調(diào)的思想，將求解優(yōu)化模型的問題分解為包括第1個安全約束 機(jī)組組合(SCUC)子問題以及一次備用充裕性檢查子問題、二次負(fù)備用充裕性檢查子問題、 二次正備用和三次備用充裕性檢查子問題在內(nèi)的四個子問題進(jìn)行求解，即將問題分解為有 限故障態(tài)安全約束機(jī)組組合子問題、基于拉丁超立方采樣蒙特卡洛方法的二次負(fù)備用約 束、基于大擾動長過程時域仿真分析的頻率安全約束和基于最小切負(fù)荷的故障態(tài)靜態(tài)安全 約束檢查子問題四個子問題交替迭代進(jìn)行。如果后三個子問題經(jīng)檢查均滿足，則問題得解， 如果不滿足，則修改機(jī)組及各類備用配置后再進(jìn)入第1個安全約束機(jī)組組合子問題中，重新 求解，直到最后收斂。其過程如圖3所示。
[0094] 如果計算時僅考慮嚴(yán)重故障，則上述優(yōu)化模型會發(fā)生相應(yīng)變化，具體為：
[0095] 式（1-14)相應(yīng)變?yōu)槭剑?-27):
[0096]
[0097]系統(tǒng)二次正備用和三次備用約束（1-17)變?yōu)椋?-28):
[0100] 二次備用約束為確定性約束，式(1-16)變?yōu)?7矸(1-30)
[0101] 上述各式中的K表示最嚴(yán)重故障，γ為風(fēng)電預(yù)測誤差比例系數(shù)，通過調(diào)整γ取值， 可以改變置信水平。
[0102] 優(yōu)化模型相應(yīng)變?yōu)榇_定性安全約束機(jī)組組合問題，表示如下：
[0104]雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例并不是用來限定本發(fā)明的。在不 脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng)參與短期發(fā)電計劃安排及備用優(yōu)化配置方法，其特征 在于，包括W下步驟： 1) 獲取電力系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)，包括風(fēng)電場24時段風(fēng)功率預(yù)測值、各機(jī)組參數(shù)W及負(fù)荷和 旋轉(zhuǎn)備用參數(shù)，所述各機(jī)組參數(shù)包括各機(jī)組的功率上下限、成本系數(shù)、啟停費用、最小和最 大開機(jī)時間、初始狀態(tài)、爬坡約束及初始啟停時間； 2. W系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)函數(shù)； 3) 建立約束條件，目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成的優(yōu)化模型為： min F = F〇+Fr (1-1)其中，F(xiàn)為系統(tǒng)總成本，F(xiàn)o為系統(tǒng)總的發(fā)電成本，F(xiàn)r為系統(tǒng)總的備用成本； T為時段數(shù);Ng、NDR分別為火電機(jī)組總數(shù)、系統(tǒng)中提供備用的DR總數(shù);Pi,t為機(jī)組i在時段 t的有功功率；Ii,t為機(jī)組i在時段t的啟停狀態(tài);Pw〇,t為風(fēng)電在時段t的預(yù)測值;Pj,DR,t為第j 個DR在時段t的有功功率;扣,t是時段t的非DR型負(fù)荷預(yù)測值； Pi,min和Pi,max分別是機(jī)組i最小和最大有功功率； 時R,j,t,max、PDR,j,t,min分別為第j個D則寸段t的負(fù)荷最大值和最小值； 、鮮,,、R3,i,t分別為機(jī)組i時段t內(nèi)提供的一次備用、正二次備用、負(fù)二次備 用和Ξ次備用；Δ Pi,i,max為機(jī)組i的最大一次調(diào)頻能力；Δ T2、Δ T3分別為二次和Ξ次備用的 調(diào)節(jié)周期；導(dǎo)和皆分別為機(jī)組i的上升和下降爬坡速率； 取。、A"。,心、R3,DR,j,t分別為第j個DR在時段t內(nèi)提供的正二次備用、負(fù)二次備用和 Ξ次備用;％、化分別為DR參與二次備用上調(diào)和下調(diào)的百分?jǐn)?shù);Ιι,τ為時段τ內(nèi)機(jī)組i的狀態(tài)； Τηη, i、Toff, i分別為機(jī)組i的最小允許開機(jī)時間和最小允許停機(jī)時間； A Pk,t為故障k發(fā)生后的系統(tǒng)功率缺額;Ng,k為故障k發(fā)生后系統(tǒng)可參與一次調(diào)頻的機(jī)組 集合；Δ fi,max為系統(tǒng)暫態(tài)頻率波動最大值;fN為系統(tǒng)的額定頻率;肚*為綜合負(fù)荷的單位調(diào)節(jié) 功率的標(biāo)么值;K為故障總數(shù)； A fl是系統(tǒng)擾動后穩(wěn)態(tài)頻率波動值;Kg,i是機(jī)組i一次調(diào)頻時下垂曲線的斜率；Δ fi,i,max 是機(jī)組i可提供的最大一次備用對應(yīng)的最大頻率波動值，為負(fù)值； A Pw,t為時段t全系統(tǒng)風(fēng)電的預(yù)測誤差;β為風(fēng)功率的置信水平； Ν為節(jié)點總數(shù)，化為支路總數(shù)，Pm,t為時段t節(jié)點m上的凈注入有功功率;紅。、44,，,分別表示 正常狀態(tài)和故障態(tài)k下節(jié)點m上的注入功率與線路1的傳輸功率之間的轉(zhuǎn)移分布因子;Pi,max、 Pinf,max分別為線路巧日斷面線路的最大傳輸功率;Ninf為斷面線路數(shù);Sinf為斷面數(shù);inf為斷 面號;皆，為故障態(tài)k下備用被調(diào)用后的節(jié)點m上的凈注入功率； W上式中，目標(biāo)函數(shù)minF = F〇+Fr表示使系統(tǒng)總成本最??； 其中Fr = Fg,r+FDR,r，F(xiàn)g,r為發(fā)電側(cè)提供的總備用成本，時R,r為需求側(cè)提供的總備用成本.式中，S功機(jī)組i的啟動成本，ai，bi，C功機(jī)組i的發(fā)電成本系數(shù)；巧,,,,、辟,,和C3,i,t分別 為機(jī)組i時段t內(nèi)正二次備用、負(fù)二次備用和；次備用的成本系數(shù);巧。6,,,、CtnE,,"，C3,DR,j,t 分別為第j個D則寸段t內(nèi)提供正二次備用、負(fù)二次備用和Ξ次備用的成本系數(shù)； 第一個約3表示系統(tǒng)功率平衡約束； 束-個約束li, tPi,min《li, tPi, li, tPi,max表不機(jī)組出力限制約束； 束二個約束時R, j, t,niin《Pj ,DR, t《PDR, j, t,niax表不DR出力限制約束； 束四個約束Rl, i , t《m i η [ - I i , t · Δ Pi, i , max , Pi , max-P i , t ]表不機(jī)組次備用約束； 成,,< min[/,.". Δ7;. A.:，/子…。-/子,]、巧立,< min[八Δ7:'! - P,,，，,,，]表示機(jī)組正二次備用 約束、負(fù)二次備用約束；Λ;,,, <謝扣[/,, ·Δ：Γ; ·,、|,?'，口,,,,;。-口,,]表巧機(jī)組^次備用約束； 第五個約束巧Μ.,ν ^ min切r .foR,",,仙X，戶,'，加.，-f孤、 巧]- mi"切"'八Κ.,',?,郵X;，馬R,從max.-馬;，.邸,J表不DR參與一次備用谷重約束；R：3 , DR, j , t《 Pj,DR,t-PDR, 表不DR參與Ξ次備用容量約束； 第六個約束馬_1 - C., < -.V,"、C.,-吃_1《V表示機(jī)組爬坡速率約束； 第屯個約束戰(zhàn),-韋,-1)表示機(jī)組最小運 行、最小停運時間限制； 第八個約束3考慮一個預(yù)想故障集Κ，根據(jù)次 日各個時段發(fā)生故障k時，確保系統(tǒng)一次調(diào)頻后穩(wěn)態(tài)頻率波動值小于系統(tǒng)最大頻率波動Δ f l,max二0.5Hz要求； 第九個約束咕為計及風(fēng)電預(yù)測置信概率的系統(tǒng)二次備用容量的機(jī) 會約束，系統(tǒng)t時段總的正二次備用及負(fù)二次備用分別為：Pw,t = Pwo,t+ A Pw,t(t = 1, ··· ,Τ) (1-26) 第十個約3,為系統(tǒng)Ξ次備用約束，Ξ次備用由基于激勵的 可中斷負(fù)荷、發(fā)電側(cè)的Ξ次備用共同提供； 第十一個約束-表示支路傳輸容量約束，其基于轉(zhuǎn)移分布因 子，將線路的傳輸功率近似為節(jié)點注入功率的線性形式； 第十二個約芽表示斷面功率約束； 第十Ξ個約束-表示考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的備用可用性約束； 4)基于分解協(xié)調(diào)的思想，將求解優(yōu)化模型的問題分解為包括第1個安全約束機(jī)組組合 子問題W及一次備用充裕性檢查子問題、二次負(fù)備用充裕性檢查子問題、二次正備用和Ξ 次備用充裕性檢查子問題在內(nèi)的四個子問題進(jìn)行求解，如果后Ξ個子問題經(jīng)檢查均滿足， 則問題得解，如果不滿足，則修改機(jī)組及各類備用配置后再進(jìn)入第1個安全約束機(jī)組組合子 問題中，重新求解，直到最后收斂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮新能源接入與需求側(cè)響應(yīng)參與短期發(fā)電計劃安排及備用 優(yōu)化配置方法，其特征在于，如求解優(yōu)化模型時僅考慮嚴(yán)重故障，則： 式(1-14)相應(yīng)變?yōu)槭?1-27):二次備用約束為確定性約束，式(1-16)變?yōu)?r原。端 (1-30) 上述各式中的K表示最嚴(yán)重故障，丫為風(fēng)電預(yù)測誤差比例系數(shù)。 優(yōu)化模型相應(yīng)變?yōu)榇_定性安全約束機(jī)組組合問題，表示如下：〇.
【文檔編號】G06Q50/06GK106096751SQ201610321347
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月15日
【發(fā)明人】李威, 張慧玲, 周霞, 韓紅衛(wèi), 黃慧, 邵鵬, 常海軍, 崔曉丹, 趙晉泉, 李靜文
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司, 國網(wǎng)寧夏電力公司, 國家電網(wǎng)公司