[發明專利]基于價格需求響應的日內經濟調度模型及線性求解方法

在審

• 申請號: 201610098699.9
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105634024A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 樊海鋒;張劉冬;張小易;李虎成;楊明;彭志強;夏杰;鄭明忠
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于價格需求響應的日內經濟調度模型，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、引入價格需求因素，構建基于需求彈性的價格需求響應模型，通過實時電價引 導用戶改變用電行為響應風電出力變化；

步驟2、通過建立魯棒區間經濟調度模型的目標函數和功率平衡、常規機組出力、旋轉 備用、常規機組爬坡率、網絡安全、風電出力約束條件，將價格需求響應模型融入到魯棒區 間經濟調度模型，構建基于價格需求響應的大規模風電消納魯棒區間日內經濟調度模型。

2.根據權利要求1所述的基于價格需求響應的日內經濟調度模型，其特征在于，步驟1 中，基于需求彈性的價格需求響應模型如下：

用戶在不同電價下的響應公式為：

響應約束為：

電網公司在第t時段節點j的售電收入f(L_f，jt+L_d,jt)為：

式中：ε_jt為第t時段節點j的負荷需求自彈性系數，反映了用戶的電力消費需求對電價 變動的敏感程度，一般為已知參數；L_f,jt為第t時段節點j的負荷預測值；L_d,jt為第t時段節點 j在不同電價時的響應負荷變化功率；ρ_jt為第t時段節點j的電價；ρ_ref,jt為參考電價；為節點j的用戶最大響應容量。

3.根據權利要求2所述的基于價格需求響應的日內經濟調度模型，其特征在于，對公式 (3)采用逐步線性化的方法近似處理，其線性化的表達式如下：

式中：NM為線性化后的分段數目；決策變量d_mjt為第t時段節點j的第m段的負荷功率， 并滿足0≤d_mjt≤D_mjt，D_mjt為第m段的最大負荷功率；ρ_mjt為相應的第m分段電價。

4.根據權利要求3所述的基于價格需求響應的日內經濟調度模型，其特征在于，步驟2 具體如下：

1)目標函數：

以社會福利角度建立目標函數：

式中：NT為經濟調度的總時段數目；NJ為系統負荷節點數目；NI和NK分別為常規機組數 目和常規機組的二次凸函數出力成本經線性化后的分段數目；NW風電場數目；c_ki和c_min,i分 別為常規機組i的出力成本經線性化后的第k段成本斜率和最小出力成本，并滿足c_1i≤c_2i≤…≤c_NKi；p_kit為第t時段常規機組i在第k段的有功出力；和分別為風電場_w預測出力上下界和允許出力上下界；V_w對風電場_w的上下界偏差懲罰成本系數；

2)約束條件：

2‐a)功率平衡約束：

式中：由于本文采用直流潮流模型，因此忽略網絡損耗的影響；p_it和 p_min,i分別為常規機組i第t時段的有功出力和最小出力；為第t時段風電場_w的經濟最優 出力計劃；

2‐b)常規機組的出力上下限約束：

式中：p_min,i、p_g,1i、p_g,2i、…、p_g,(NK-1)i和p_max,i為將第i臺常規機組出力范圍為[p_min,i, p_max,i]線性化NK段后的功率分點；

2‐c)旋轉備用約束：

式中：和分別為第t時段機組i提供的上、下旋轉備用容量；和分別為機組i在 單位時段內的上、下爬坡速率；ΔT為每個調度時段的時長；

其中，常規機組的旋轉備用約束違反會導致棄風，從系統動態響應能力的角度，風電出 力突變會導致常規機組的可調容量減小，當系統可調容量越小，其安全水平越低，該場景也 就越惡劣，由此形成最惡劣場景的判別條件式(11)‐(14)：

式中：W為風電場集合；和分別為第t時段最惡劣場景下系統提供的上、下旋轉備用 容量；和分別為上、下旋轉備用約束的惡劣場景中風電出力優化變量；和分別為第t時段的系統上、下旋轉備用容量要求，s.t.是subjectto的縮寫，是受約束的含 義；

2‐d)常規機組的爬坡率約束：

從系統動態響應能力的角度，最惡劣場景下常規機組的爬坡率約束為：

式中：和分別為式(11)、(13)兩種最惡劣場景下常規機組i在第t時段的出力上、 下調整量；和分別為式(11)、(13)兩種最惡劣場景下常規機組i在第t‐1時段的出 力上、下調整量；p_i,t-1為常規機組i在t‐1時段的有功出力；

2‐e)基于直流潮流法的網絡安全約束：

網絡安全約束違反也會導致棄風，從網絡安全的角度，風電出力在邊界取值時會導致 線路負載率達到最大，線路負載率越高，系統安全水平則越低，該場景也就越惡劣，由此形 成最惡劣場景判別條件式(18)及式(19)：

式中：NB為系統節點數目；NL為支路數目；SF_lb表示節點b對支路l的轉移分布因子；i∞ b、w∞b和j∞b分別表示與節點b相連的機組i、風電場w和負荷j；和分別為第t時段支 路l的最大正、反向有功潮流功率；和分別為支路正、反向有功潮流功率約束的惡劣 場景中風電出力優化變量；U_l為支路l的有功潮流限值；

2‐f)風電允許出力區間和風電出力約束：

。