[發明專利]一種基于混合算法的風蓄火聯合運行的優化方法

有效

• 申請號: 201610002406.2
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105576709B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 盧雙;鄧大為;李志偉;張鵬;張銘路;盧成
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06N3/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 鄧麗

【技術領域】

本發明涉及一種基于混合算法的風蓄火聯合運行的優化方法，屬于電力系統能源的優化調度技術領域。

【背景技術】

隨著人類社會的不斷發展，人類進入了工業化大生產的時代。一方面，對于能源的需求日益增加，因此能源危機遍及全世界；另一方面，能源危機還伴隨著環境污染，由于主要污染物排放量超過環境所能承載的能力，化石能源對環境有很大的污染和危害。為了解決能源短缺危機以及化石燃料燃燒所帶來的粉塵、酸雨等污染性問題，我國需要大力發展風電等清潔能源，而風電由于其本身的特點加上我國風電行業的現狀，容易產生“棄風”，故采用抽水蓄能電站作為風電的儲能系統。采用該發明所涉及的優化方法，既可以減少風力發電的“棄風”現象，又可以給包括風電、抽水蓄能電站及常規火電機組在內的整個電源側帶來極大的經濟效益，具有一定的研究價值。

【發明內容】

本發明的目的在于：針對現有技術的缺陷和不足，提供了一種基于混合算法的風蓄火聯合運行的優化方法，以經濟調度和機組組合為基礎，建立了電網整體效益最大為目標的優化模型，采用混合智能算法求解，提高了經濟調度的精確性以及可靠性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明所述的一種基于混合算法的風蓄火聯合運行的優化方法，以風電場自身容量限制、抽水蓄能電站抽水、發電功率上下限和水庫容量限制以及火電機組的出力上下限、爬坡功率、最小啟停時間以及系統備用和功率平衡為約束條件，建立以聯合系統經濟效益最大為目標函數的數學模型，所述數學模型的目標函數為：

其中，

并將目標函數分成兩部分，

式中，M表示電網所獲得的經濟效益；N為24，表示一天中24個時段；n表示火電機組的個數；C_wt為第t個時段風電上網電價，C_ht為第t個時段抽水蓄能電站上網電價；C_pt為第t個時段的抽水電價；P_wt則表示火風蓄供電情況下，第t個時段風電機組直接并網功率；U_i,t表示火電機組第i臺機組第t個時段的運行狀況。

在本發明中：所述風電場約束條件的表達式為：

式中，Pwt表示風電場第t時刻直接并網功率；表示風電直接并網上限；Pvt表示原始風電場功率；Ppt表示抽水蓄能電站第t時刻抽水功率；P_DLt表示風電場第t時刻的棄風功率。

在本發明中：所述抽水蓄能電站約束條件的表達式為：

水庫庫容約束：

式中，Pp和分別表示抽水蓄能電站中水泵的抽水功率最小值和抽水功率的最大值；Ph和分別表示抽水蓄能電站中水輪機出力的下限和上限；ηp和ηh分別表示抽水蓄能電站中可逆式機組的抽水效率和發電效率；Et表示第t時段的水庫儲能；E和分別表示水庫所儲能量的最小值和最大值;Δt取1h。

在本發明中：所述火電站約束條件的表達式包括以下部分，其中：

（1）、系統旋轉備用約束表達式：；

（2）、機組輸出上下限約束表達式：；

（3）、機組爬坡率約束表達式：；

（4）、機組最小運行時間約束表達式：；

（5）、機組最小停運時間約束表達式：；

式中，R_t表示第t時段系統的旋轉備用容量，取Lt的7%；P_Gi和分別表示第i臺火電機組出力的下限和上限；P_i,down和P_i,up分別表示第i臺火電機組下坡約束功率和上坡約束功率；T_i,on和T_i,off分別表示第i臺火電機組的最小運行時間和最小停運時間。

在本發明中：所述功率平衡的表達式：