[發明專利]一種區域電力系統全年生產模擬運行方法及系統

有效

• 申請號: 201810596401.6
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108847661B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 文勁宇;舒康安;艾小猛;韓杏寧;廖詩武;姚偉;方家琨;王躍峰;戚永志
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種區域電力系統全年生產模擬運行方法及系統，該方法包括：根據受限聯絡線將區域電力系統劃分為若干子系統，以系統總發電成本以及可再生能源限電懲罰之和最小為目標函數，建立區域電力系統全年時序生產模擬運行模型，將運行模型分解為M個時段并行計算，并在相鄰時段間設置重疊期，在時段內采用無解自動回滾求解，將M個時段結果合并為全年時序生產模擬結果。本發明通過將區域電力系統全年時序生產模擬分解為M個時段后并行進行運行模擬，加快時序運行模擬求解速度，并通過設置重疊期來解決上個時段末與下個時段初狀態不銜接的問題；并在時段內求解采用無解自動回滾機制，有效避免了因為滾動求解的后效性問題所帶來的無解情況。

技術領域

本發明屬于電氣工程領域，更具體地，涉及一種基于時序分解及自動回滾技術的區域電力系統全年生產模擬運行方法及系統。

背景技術

電力系統時序運行模擬是含高比例可再生能源電力系統分析和規劃的基本工具，同時也是量化電力系統的可再生能源接納能力、分析電力系統運行可能造成的環境影響的必要工具。電力系統時序運行模擬為科學研究者提供了可靠的電力系統運行分析工具，同時也能夠為電力系統運行的實際參與者(包括獨立運營商、供電公司、輸電系統運營商等)、可再生能源投資者以及能源政策制定者提供運行和決策的參考。但現有電力系統時序運行模擬工具存在面對大區域電力系統時求解速度慢、易無解的問題。極大地限制了時序運行模擬的應用范圍。

如中國東北電網(由遼寧、吉林、黑龍江和內蒙古東部電網組成)的典型區域電力系統，往往擁有數百臺發電機，龐大的0/1變量使得全年運行的直接求解十分困難，因此必須采用逐時段滾動的方式進行分步求解，即以較短的時段為單位(如一天或連續幾天)，將前一時段的仿真結果作為新一時段的初始條件然后進行求解，不斷滾動重復這一過程，從而得到全年運行模擬的結果。滾動模擬方法解決了大規模區域電力系統運行模擬的求解問題，但是仍需要數小時乃至數天的時間來完成全年的運行模擬計算。與此同時，在含高比例可再生能源的電力系統中，由于靈活性的缺乏，這種滾動模擬的方式可能在任意時段遇到無解的問題，一旦遇到無解將無法獲得全年的運行結果。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種區域電力系統全年生產模擬運行方法及系統，由此解決當前面對大區域電力系統生產模擬程序求解速度慢、易無解的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種區域電力系統全年生產模擬運行方法，包括：

(1)獲取區域電力系統時序運行模擬所需的輸入數據，其中，所述輸入數據包括區域電力系統網架參數、全年風電光伏預測出力數據、發電機機組運行特性、全年負荷預測以及聯絡線傳輸計劃數據；

(2)選取所述區域電力系統中的受限聯絡線，根據所述受限聯絡線將所述區域電力系統劃分為K個子系統；

(3)基于所述輸入數據，以所述K個子系統的總發電成本以及可再生能源限電懲罰之和最小為目標函數，以電功率平衡約束、備用約束、子系統間網架約束、電源出力范圍約束、爬坡約束、最小啟停時間約束、熱負荷平衡約束、熱電聯產機組出力約束以及水電站庫容約束為約束條件，建立區域電力系統全年時序運行模擬求解模型；

(4)將所述全年時序運行模擬求解模型分解為M個時段，并在相鄰兩個時段間設置D天的重疊期；

(5)在各時段內求解時序運行模擬程序時采用無解自動回滾機制，當滾動求解遇到無解時，將前一個仿真時段納入到仿真中來，如果仍然無解，繼續往前回滾；當回滾仿真結果可行時，用回滾得到的仿真結果覆蓋原有之前時段的仿真結果；

(6)并行計算M個時段的時序運行模擬，得到M個時段的電力系統時序生產模擬結果，合并得到最終全年運行模擬結果。