[發明專利]一種含AA-CAES的電網電能與備用容量的協同調度方法

有效

• 申請號: 201711330218.3
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108090666B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 李姚旺;苗世洪;尹斌鑫;楊煒晨;劉君瑤;張世旭;王吉紅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發明公開了一種含AA?CAES的電網電能與備用容量協同調度方法，包括：建立包含購電成本、購買備用量成本以及棄風成本的電網電能與備用容量協同調度模型的目標函數；建立包含AA?CAES電站運行約束、AA?CAES電站備用容量約束、系統約束、常規機組約束的電網電能與備用容量協同調度模型的約束條件，系統約束中正負備用容量約束用模糊機會約束形式表示；將常規機組約束中系統正負備用容量約束的風電機組出力誤差和負荷預測誤差模糊數進行清晰等價處理，并將AA?CAES電站運行約束線性化處理，獲得的電網電能與備用容量協調調度的清晰等價模型；用優化軟件求解清晰等價模型獲得電網運營商的最優電能和備用容量購置方案。

技術領域

本發明屬于電力系統日前優化調度領域，更具體地，涉及一種含AA-CAES的電網電能與備用容量的協同調度方法。

背景技術

儲能技術是實現風電規模化利用，提高電力系統運行經濟性、安全性的關鍵技術，被稱為能源革命的支撐技術。在諸多儲能技術中，絕熱壓縮空氣儲能技術以其具有成本低、壽命長、效率高、不依賴于化石燃料、儲能容量大等優點，被認為是目前最具發展潛力的大規模儲能技術之一。因此，研究含先進絕熱壓縮空氣儲能(Advanced AdiabaticCompressed Air Energy Storage，AA-CAES)電站的電力系統調度策略具有重要的理論與現實意義。此外，隨著電力系統備用容量市場的不斷成熟與完善，備用容量不再是發電公司的無償服務，因此，亟需開展電力系統電能-備用聯合優化調度策略的研究，實現電網運營商在電能購置計劃和備用容量購置計劃方面的綜合最優。

現階段關于電力系統日前優化調度的研究中，尚未見同時考慮先進絕熱壓縮空氣儲能站參與日前電能市場和日前備用市場的電力系統調度策略研究，且未見關于先進絕熱壓縮空氣儲能站運行約束和備用特性的詳細分析。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種含AA-CAES的電網電能與備用容量協同調度方法，其目的在于解決現有調度方法在電網電能調度和備用容量調度中由于未考慮AA-CAES電站參與運行而導致電網運行成本高的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種含AA-CAES的電網電能與備用容量協同調度方法，包括如下步驟：

步驟1：建立包含購電成本、購買備用量成本以及棄風成本的電網電能與備用容量協同調度模型的目標函數；

步驟2：建立包含先進絕熱壓縮空氣儲能站運行約束、先進絕熱壓縮空氣儲能站備用容量約束、系統約束、常規機組運行約束的電網電能與備用容量協同調度模型的約束條件，系統約束中系統正備用容量約束和負備用容量約束的均用模糊機會約束的形式表示；

步驟3：將系統約束中系統正備用容量約束和負備用容量約束進行清晰等價處理，并將先進絕熱壓縮空氣儲能站運行約束進行線性化處理，獲得電網電能與備用容量協調調度清晰等價模型；

其中，購電成本包括購買常規機組電量成本和購買先進絕熱壓縮空氣儲能站電量成本，購買備用容量成本包括從常規機組購買的正負負荷備用容量成本、從常規機組購買的事故備用容量成本、從先進絕熱壓縮空氣儲能站購買正負負荷備用容量成本以及從先進絕熱壓縮空氣儲能站購買事故備用容量成本。

優選地，根據公式電網電能與備用容量協同調度模型的目標函數。

優選地，先進絕熱壓縮空氣儲能站運行約束包括：

壓縮功率約束，用于表示壓縮功率、流入壓縮機氣體流量、流入壓縮機氣體溫度以及壓縮機氣體壓縮比之間關系；

壓縮功率上下限約束，用于約束壓縮功率在允許的壓縮功率范圍內；

發電功率約束，用于約束發電功率、流入膨脹機氣體流量、流入膨脹機氣體溫度以及膨脹機膨脹比之間關系；

發電功率上下限約束，用于約束發電功率在允許的發電功率范圍內；