[發明專利]基于風電預測與需求響應的魯棒雙層優化模型的求解方法

有效

• 申請號: 201610907626.X
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN106655246B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 劉振;艾欣;王喜春;張賀林;劉魯嘉
• 申請（專利權）人: 國網黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司;華北電力大學;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.基于風電預測與需求響應的魯棒雙層優化模型的求解方法，其特征在于，所述魯棒雙層優化模型包括機組組合優化模型與經濟調度優化模型；所述方法包括：

建立機組組合優化模型；

根據機組組合優化模型建立經濟調度優化模型；

根據經濟調度優化模型建立并求解魯棒雙層優化模型；

所述建立機組組合優化模型包括：

建立如下機組組合優化模型的目標函數：

其中，F₁為機組組合優化模型的目標函數；SU_i、SD_i分別為火電機組i的開機成本和關機成本；u_it、φ_it、分別為火電機組i在時段t的運行、啟動和停機狀態變量，三者均為二進制變量；i＝1,2,...,N_G，N_G為火電機組數目；t＝1,2,...,T，T為時間段數；為火電機組i在時段t的出力，為火電機組運行成本函數，兩者分別表示為：

其中，為火電機組i在時段t的最小出力，為火電機組i在第n段線性分段上時段t的出力，n＝1,2,...,N，N為線性分段數；a_i、b_i、c_i均為火電機組i的運行成本系數；

所述機組組合優化模型的目標函數對應的約束條件包括第一功率平衡約束、第一輸電線路傳輸容量約束、第一備用約束、火電機組出力約束、火電機組最小開停機時間約束、火電機組啟停狀態約束和火電機組爬坡約束；

所述第一功率平衡約束表示為：

其中，θ_i為火電機組i的廠用電率，ω為風電場的廠用電率，P_t^W為風電場在時段t的實時出力，d_t為用戶在時段t的負荷需求；

所述第一輸電線路傳輸容量約束表示為：

其中，U_a,b為節點a與節點b之間線路ab的功率傳輸上限，K_a,b為連接節點a與節點b之間線路ab的潮流分布因子；

所述第一備用約束表示為：

其中，R_0t為負荷在時段t的初始旋轉備用需求；為風電機組接入后在時段t增加的上旋轉備用需求，為風電機組接入后在時段t增加的下旋轉備用需求；和分別為火電機組i的最大出力和最小出力；

火電機組出力約束表示為：

火電機組最小開停機時間約束表示為：

其中，u_i,t-1為火電機組i的在時段t-1的狀態變量，u_ik為火電機組i的在時段k的狀態變量，火電機組i處于啟動狀態時，u_i,t-1、u_it、u_ik均為1；火電機組i處于停機狀態時，u_i,t-1、u_it、u_ik均為0；MU_i、MD_i分別為火電機組i的最小正常運行時間和最小停機時間；

所述火電機組啟停狀態約束表示為：

-u_i,t-1+u_it-φ_it≤0 (11)

所述火電機組爬坡約束表示為：

其中，RU_i、RD_i分別為火電機組i的啟動爬坡速率和停機爬坡速率，為火電機組i在時段t-1的出力；

根據機組組合優化模型建立如下經濟調度優化模型的目標函數：

其中，F₂為經濟調度優化模型的目標函數；r_t(d_t)表示價格型需求響應參與下的電網售電收益，C^DR為激勵型需求響應參與下的電網收益；

用戶負荷需求包括非彈性負荷需求和彈性負荷需求；非彈性負荷需求下，滿足其中為彈性負荷需求的下限；彈性負荷需求下，設為彈性負荷需求的上限，將劃分為K_m段，滿足d_t位于第K₀段，為第K段的彈性負荷需求，且其中，為第K段引入的輔助變量，滿足以下輔助變量約束：

1)K＜K₀時，

2)K＝K₀時，

3)K＞K₀時，

不考慮非彈性負荷需求時，有于是，r_t(d_t)表示為：

其中，為時段t第K段的電價；

設高價補償率為δ，電價折扣率為ρ，C^DR表示為：

其中，p_t為時段t的電價，p_t′為時段t′的電價，ΔD_u,t為激勵性需求響應參與下用戶在時段t提供的上行備用量，ΔD_d,t′為激勵性需求響應參與下用戶在t′時段提供的下行備用量；

所述經濟調度優化模型的目標函數對應的約束條件包括第二功率平衡約束、第二輸電線路傳輸容量約束、第二備用約束、上下行備用量約束、上下行備用量爬坡約束、火電機組最小開停機時間約束、火電機組啟停狀態約束和火電機組爬坡約束；

所述第二功率平衡約束表示為：

其中，ΔD_d,t為激勵性需求響應參與下用戶在t時段提供的下行備用量；

所述第二輸電線路傳輸容量約束表示為：

所述第二備用約束表示為：

所述上下行備用量約束表示為：

0≤ΔD_u,t≤ΔD_u,max (22)

0≤ΔD_d,t≤ΔD_d，max (23)

ΔD_d,t·ΔD_u,t＝0 (24)

其中，ΔD_u,max為用戶提供上行備用量的上限，ΔD_d，max為用戶提供下行備用量的上限；

所述上下行備用量爬坡約束表示為：

r_u,min≤ΔD_u,t-ΔD_u,t-1≤r_u,max (26)

r_d,min≤ΔD_d,t-ΔD_d,t-1≤r_d,max (27)

其中，r_u,min和r_u,max分別為激勵性需求響應參與下上行備用量的爬坡下限和上限；r_d,min和r_d,max分別為激勵性需求響應參與下下行備用量的爬坡下限和上限。