[發明專利]計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度方法

有效

• 申請號: 201711439071.1
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108155644B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 吳文傳;孫勇;張伯明;李振元;王彬;劉志君;藺晨暉;郭雷;孫宏斌;李寶聚
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網吉林省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/48
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)建立計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型，該模型由目標函數和約束條件構成；具體步驟如下：

1-1)確定計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型的目標函數；

計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型的目標函數為全網運行成本最小化，表達式如下：

式中，T為調度時段集合，I^CHP、I^TU和I^WD分別為熱電聯合系統中的熱電聯產機組編號集合、常規機組編號集合和風電機組的編號集合，為熱電聯產機組i在t時段的生產成本函數，為常規機組i在t時段的生產成本函數，為風電機組i在t時段的生產成本函數，為常規機組i在t時段提供的備用輔助服務成本函數，t為調度時段編號；

其中，熱電聯產機組的生產成本函數為：

式中，和分別為熱電聯產機組i的生產成本系數，和分別為熱電聯產機組i在調度時段t的有功功率和供熱功率；

常規機組的生產成本函數為：

式中，和分別為常規機組i的發電成本系數，為常規機組i在調度時段t的有功功率；

風電機組的生產成本函數為：

式中，為風電機組i的棄風懲罰因子，為風電機組i在調度時段t的可用有功功率，為風電機組i在調度時段t的實際有功功率；

常規機組提供的備用輔助服務成本函數為：

式中，和分別為常規機組i在調度時段t的向上和向下的備用輔助服務競價價格，和分別為常規機組i在調度時段t的向上旋轉備用和向下旋轉備用；

1-2)確定模型的約束條件，包括電力系統約束條件和供熱系統約束條件；具體如下：

1-2-1)電力系統約束條件；具體如下：

1-2-1-1)常規機組約束，表達式如下：

式中，和P_i^TU分別為常規機組i的有功功率上限和有功功率下限；

式中，和分別為常規機組i的向上爬坡能力和向下爬坡能力，△T為每個調度時段的長度；

1-2-1-2)風電機組約束，表達式如下：

1-2-1-3)電力系統運行約束，表達式如下：

式中，I^LD為電力系統所有負荷的編號集合，D_i，t為負荷i在調度時段t的負荷大小；

式中，I^LN代表電力系統線路編號集合，I^EPS代表電力系統中節點編號集合，和分別代表電力系統中與節點i相連接的熱電聯產機組編號集合、常規機組編號集合、風電機組編號集合與負荷的編號集合，L_j代表電力系統中線路j的最大有功功率，SF_i-j為節點i到線路j的轉移分布因子；

式中，SRU_t和SRD_t分別代表電力系統在調度時段t的向上旋轉備用和向下旋轉備用；

1-2-2)供熱系統約束條件，具體如下：

1-2-2-1)熱電聯產機組約束，表達式如下：

式中，和分別為熱電聯產機組i的機組熱電出力特性參數；

式中，和分別為熱電聯產機組i的向上爬坡能力和向下爬坡能力；

1-2-2-2)供熱系統約束，表達式如下：

式中，為熱電聯產機組i所對應的換熱站在調度時段t的一次管網入口水溫，t_i為熱電聯產機組i傳熱到其所對應的換熱站所需時間，與分別為熱電聯產機組i的供熱系統熱特性參數，為調度時段t-1的外界溫度；

式中，為熱電聯產機組i所對應換熱站在調度時段t的一次管網入口水溫下限值；

2)將步驟1)建立的計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型轉化為標準矩陣形式的二次規劃模型；

將步驟1)建立的計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型轉化成矩陣形式：用向量x_E表示電力系統變量，電力系統變量包括和所有電力系統變量順次排列構成向量x_E；用x_H表示供熱系統變量，供熱系統變量包括：和所有供熱系統變量順次排列構成向量x_H；則計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型轉化為如下的矩陣形式：

式中，C表示計及輔助服務的動態供熱系統與電力系統耦合調度模型的目標函數；約束集合X_E為電力系統的約束條件集合，即式(6)-(13)與(15)所構成的集合；約束集合X_H表示供熱系統約束條件集合，即式(16)與(17)所構成的集合；約束Dx_E＝Ex_H表示電力系統和供熱系統耦合約束條件，即變量x_E中的和變量x_H中的對應相等；

3)對步驟2)得到的二次規劃模型求解，將求解得到的分別作為常規機組、風電機組和熱電聯產機組的發電出力進行調度，將作為熱電聯產機組的供熱出力進行調度。