[發明專利]一種考慮風電功率特性的風火協調滾動調度方法

有效

• 申請號: 201710560229.4
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107240933B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 馬燕峰;陳磊;趙書強
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮風電功率特性的風火協調滾動調度方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟(1)利用Matlab求得的風電預測誤差概率密度函數，求出不同時刻隨機約束的確定性形式；

步驟(2)將(1)求出的確定約束輸入到Yamlip中，構建混合整數規劃模型；

所述模型建立如下：

目標函數包括火電機組發電成本、機組啟停成本和備用購買成本；

其中a_i，b_i，c_i為火電機組運行成本系數，u_i，t為機組i在t時刻的啟停狀態，1表示開機，0表示停機，S_i，t表示機組i在t時刻的啟動成本，μ_i，ε_i為啟動成本特性參數，τ_i為鍋爐自然冷卻時間常數，為連續停機時間，本模型中假設停機成本為0，P_i，t為機組i在時段t的出力，U_i，t，D_i，t為機組i在時段t提供的正負旋轉備用，α_i，β_i為正負旋轉備用容量的報價系數；

約束條件

(1)功率平衡約束

其中P_wft為風電預測出力，e_t為風電預測誤差，假定其服從正態分布，L(t)為t時刻系統的負荷值，α為功率平衡約束的置信水平；

(2)最大最小出力約束

u_i，tP_imin≤P_i，t≤u_i，tP_imax (4)

其中P_imin，P_imax分別為機組i的最大最小出力；

(3)機組啟停時間約束

其中分別為機組i到時段t-1的連續開機和停機時間，分別為機組i最小開機和停機時間；

(4)旋轉備用約束

r_i，u，r_i，d和分別為機組i的出力下調速率和上調速率，t_r旋轉備用響應時間，分別為火電機組在時段t需要提供的上下旋轉備用容量，γ為旋轉備用容量約束的置信水平；

(5)常規機組爬坡約束

P_i，t-P_i，t-1≤u_i，t-1×r_i，u×Δt+SU_i(u_i，t-u_i，t-1)+P_imax(1-u_i，t) (7)

P_i，t-1-P_i，t≤u_i，t×r_i，d×Δt+SD_i(u_i，t-1-u_i，t)+P_imax(1-u_i，t-1) (8)

其中SU_i和SD_i為機組i的啟動爬坡能力和停機爬坡能力，Δt為機組運行時間，由于本模型中考慮調度過程中考慮機組啟停的變化，故對常規機組爬坡約束做如下約定：當常規機組出力小于等于SD_i，且滿足機組啟停約束時，才允許機組停機；

(6)風電爬坡事件約束

滾動調度模型增加風電爬坡約束，在約束中考慮機組啟停的修正，以保證在發生風電爬坡事件時系統不甩負荷；

式中ΔP_Lut，ΔP_Ldt分別為系統負荷在發生風電爬坡事件過程中單位步長的上升量和下降量，ΔP_dt，ΔP_ut分別為風電發生爬坡事件過程中單位步長的上升幅值和下降幅值，Cu_i，t，Cd_i，t分別為系統在單位步長中火電機組的上、下爬坡容量，β為風電爬坡約束的置信水平；

對風電預測誤差的處理采用隨機約束，對于隨機約束的處理如下所示：

g_i(x，ζ)為關于決策變量x和隨機變量ζ的函數，h_i(x)是關于x的函數，φ為關于隨機變量ζ的分布函數，φ^-1是分布函數的反函數；

步驟(3)采用滾動調度策略，調用solvesqp求解器對模型進行求解；

所述滾動調度策略如下：

1)讀入滾動調度的初始數據：火電機組基礎參數、負荷數據和機組爬坡速率；

2)每隔一個滾動周期4h，系統自動獲取下一個周期的最新氣象信息，預測最新周期的風電出力，并修改對應的系統備用；

3)獲取上個滾動周期末端得到的各機組初始狀態，包括機組的出力和運行狀態；

4)啟動滾動調度程序，計算下一周期的火電機組啟停計劃和機組出力；

5)驗證所得結果的安全性，若在該周期中機組啟停發生變化，且在下一周期調度中不滿足約束，則修改該周期最末的啟停變化，若滿足約束，則調度繼續；

6)重復步驟2)～5)，直至更新一天所有時刻的系統調度計劃；

步驟(4)將求得的結果返回Matlab，并用圖像形式輸出。