[發明專利]一種考慮風電并網系統安全約束的調峰策略優化方法

有效

• 申請號: 201610264533.X
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN106712075B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 彭曉濤;張彬;徐云;谷志華;毛荀
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發明涉及一種考慮風電并網系統安全約束的調峰策略優化方法，本發明在分析風電并網使系統對調峰需求發生變化的基礎上，以最大限度消納風電為目標，通過考慮使調峰發電成本和線損最小、滿足潮流安全約束等因素建立了基于火電、水電和抽水蓄能聯合調峰的改進優化模型，并采用最優潮流和粒子群算法研究了改進優化模型的求解方法。該調峰方法能夠在保證系統安全經濟運行的前提下確定有效的調峰機組出力方案，可以有效的減小發電成本和保證系統的安全性，盡可能的消納大規模風電。最后，對所研究調峰策略優化方法進行了仿真驗證。

技術領域

本發明涉及一種調峰策略的優化方法，尤其是涉及一種考慮風電并網系統安全約束的調峰策略優化方法。

背景技術

由于能源問題和環境問題日益嚴峻，風力發電得到蓬勃發展，風電從2004年開始裝機，容量一直保持高速發展，但是由于風電具有隨機性和間歇性，可能存在反調峰特性，會給系統調峰需求增加困難，因此開展調峰方法研究對確保風電系統的安全經濟運行具有重要作用。

目前，有研究圍繞評估風電并網系統的系統調峰能力和調峰充裕度開展。如，針對西北電網和京津唐電網，有研究基于確定性方法分析了風電并網后系統調峰特性，給出了調峰能力的評估計算方法；從系統調峰能力充裕性評估角度，有研究基于序貫蒙特卡洛模擬方法和非序貫蒙特卡洛模擬方法，研究了分析大規模風電接入后系統調峰充裕性的評估方法。但這些研究沒有給出如何確定調峰方案的方法。對風電并網系統的調峰策略問題，有研究以發電成本最小為目標函數，以功率平衡和調峰容量為約束條件，建立了考慮風電輸電通道參與調峰的省級系統調峰模型并給出了調峰方案。如，有研究基于系統調峰負荷和爬坡速率，構建了風電收益最大化的規劃模型，但沒有考慮水電的調峰作用；有研究考慮水電機組的削峰作用和外送通道的輔助調峰作用，提出了全省常規機組的出力安排模型，但沒有考慮抽水蓄能的調峰作用；有研究以發電成本最小、省內水電不棄水方式參與調峰并盡可能多地消納特高壓電力為目標，建立湖北電網火電、水電、抽水蓄能和特高壓聯合調峰的混合整數線性規劃模型。因為這些研究沒有考慮到潮流安全約束，因此所制定的調峰策略可能會導致潮流越限問題，難以在實際應用中推廣。

針對當前調峰策略及其方法研究存在的不足，本申請在分析風電并網使系統對調峰需求發生變化的基礎上，以最大限度消納風電為目標，提出了一種兼顧系統經濟性和安全性的改進型調峰策略優化方法。該方法通過考慮使調峰發電成本和線損最小、滿足潮流安全約束等因素，建立了基于火電、水電和抽水蓄能聯合調峰的改進優化模型，同時采用最優潮流和粒子群算法研究了改進優化模型的求解方法。所發明調峰方法能夠在保證系統安全經濟運行的前提下確定有效的調峰機組出力方案，可以有效的減小發電成本和保證系統的安全性。最后，對所研究調峰策略優化方法進行了仿真驗證。

發明內容

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種風電并網系統考慮安全約束的負荷調峰優化方法，其特征在于，定義風電并網系統考慮安全約束的調峰策略優化模型、風電并網系統調峰策略優化的約束條件以及調峰能力，具體是：

定義一：調峰機組的調峰能力按式一定義為調峰機組可調容量與其額定有功容量的比值；

式中：α_i為火電、水電或抽水蓄能等調峰機組i的調峰能力；P_Gimax為調峰機組i的最大有功輸出，可以定義為機組的額定有功容量；P_Gimin為調峰機組i的最小有功輸出；

定義二：調峰策略優化模型基于以下目標函數：在以調峰機組發電成本最小作為系統調峰經濟性量化指標基礎上，附加考慮網損對系統售電收益影響的經濟量化指標，按照式二建立綜合考慮風電并網系統運行經濟性的優化目標函數：