[發明專利]一種消納大規模間歇性能源的安全約束經濟調度方法

在審

• 申請號: 201510672220.3
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN105305485A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 金小明;張東輝;陳皓勇;付超;禤培正;程蘭芬;盧斯煜;吳鴻亮;王彤
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;華南理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 何傳鋒

技術領域

本發明涉及一種消納大規模間歇性能源的安全約束經濟調度方法。

背景技術

由于風電、光伏發電等新能源具有間歇性及隨機性，新能源并網后給電網調度帶來了新的技術難題。在電力系統調度中，處理間歇性能源的不確定性問題主要有兩種方法。其一，如《含風電場的電力系統動態經濟調度》所披露，分配發電功率來滿足負荷并留有足夠的備用容量來滿足間歇性能源的不確定性。其二，如《基于隨機規劃的含風電場的電力系統節能優化調度策略》所披露，采用隨機優化技術處理間歇性能源的不確定性。前者過于保守，而且沒有考慮間歇性能源的爬坡備用。后者需要知道間歇性能源出力的概率分布，且計算效率往往達不到工程要求。目前，魯棒優化受到了廣泛的關注。魯棒優化通過預計各種可能出現的誤差場景，建立優化模型，保證魯棒模型的解能適應所有的誤差場景，當系統發生擾動時，仍能保證系統穩定運行。

《RobustEconomicDispatchConsideringRenewableGeneration》基于零和博弈理論建立魯棒調度模型，該模型為極大極小問題，提出一種松弛算法求解該模型并得到了較好的收斂結果。

《電力系統魯棒經濟調度(一)理論基礎》把魯棒調度問題歸結為“魯棒可行性”問題，通過逐次產生割平面不斷排除非魯棒可行點，最終獲得可靠的調度策略。

《電力系統魯棒經濟調度(二)應用實例》分別建立魯棒機組組合模型及魯棒備用整定模型，并將其應用于實際調度問題，驗證了魯棒調度方式在應對風電波動時的可行性。

《水–火–風協調優化的全景安全約束經濟調度》提出一種水、火、風協調優化的全景經濟調度方法，該方法通過對關鍵場景的識別有效地應對了風電的波動，具有較強的魯棒性。

《多風電場并網時安全約束機組組合的混合整數規劃解法》提出一種基于極限場景法的魯棒調度方式，證明在取相同場景數時，采用極限場景法求出的解比采用蒙特卡洛仿真法求出的解具有更強的魯棒性。

上述文章分別以不同的切入點建立魯棒調度模型，但所考慮的能源結構較為單一，且當風電場數目變多時，模型的復雜程度將急劇上升。此外，上述文章均缺乏對魯棒調度的經濟性與魯棒性這一矛盾關系展開分析。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種能消納大規模間歇性能源的安全約束經濟調度方法，其能夠降低間歇性新能源對電網的沖擊作用。

為了實現上述目的，本發明提供了一種消納大規模間歇性能源的安全約束經濟調度方法，其包括如下步驟：

A、采用場景法描述間歇性能源的出力；

B、建立消納大規模間歇性能源的安全約束經濟調度模型；

C、通過對約束方程的逐一討論使調度模型得到簡化；

D、采用原始對偶內點算法求解調度模型。

步驟A中，采用場景法描述新能源出力的不確定性。新能源的功率預測存在較大的誤差，每一種可能的出力描述為一個調度場景。以W個風電場為例，則場景s_i為風電場的某一種出力組合，即

s_i＝[P_w(1),P_w(2),…,P_w(w),…,P_w(W)](1)

由于風電在置信區間內的出力是連續隨機的，因此任意時刻場景s_i的個數是無窮的，記Ns_i為場景個數，風電出力為預測值記為預測場景s₀，風電出力不等于預測值記為誤差場景s_i(i＝1,2,...,Ns_i)。

在調度模型中，包含風電出力的約束項包括功率平衡約束和線路潮流約束。如何保證系統在所有場景s_i都滿足功率平衡及線路潮流不越限是關鍵問題。換言之，通過制定合適的常規機組發電計劃來應對各種誤差場景。假設時刻h預測場景下的發電計劃為P(s₀,h)。當發生誤差場景s_i時，需要另外的發電計劃才能保證系統功率平衡和線路潮流不越限，該發電計劃記為P(s_i,h)。由于機組的爬坡率限制，要求預測場景下的發電計劃P(s₀,h)在調整時間的約束下過渡到誤差場景下的發電計劃P(s_i,h)。

步驟B中，建立消納大規模間歇性能源的安全約束經濟調度模型。