[發明專利]多等級備用協調優化方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201810964832.3
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109217288B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 薛禹勝;吳俊;謝東亮
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;俞翠華

本發明公開了一種考慮全場景集風險的多等級備用協調優化方法、裝置及系統，首先通過對充裕性事件初始全場景集進行場景篩選；隨后，針對篩選后短時間尺度內的充裕性事件場景進行較高等級備用優化；然后針對篩選后較長時間尺度內的充裕性事件場景，進行較低等級備用優化；最后，通過對以上不同等級下的優化結果，分別在相應等級下的待優化全場景集進行風險校核，以保證根據篩選后場景進行優化的合理性與有效性。本發明提出的備用優化框架，通過對初始全場景集進行削減以及對不同備用等級間進行解耦，能實現大規模場景集下多等級備用的協調優化，能夠協調計算效率與優化效果。

技術領域

本發明屬于電力系統機組組合技術領域，具體涉及一種考慮全場景集風險的多等級備用協調優化方法、裝置及系統。

背景技術

大規模間歇性可再生能源(renewable energy，RE)接入下的出力不確定性對系統運行充裕性帶來了巨大挑戰。為應對這種出力不確定性，通常需在市場上優化購買備用容量資源，以滿足系統運行要求。

現有的關于RE接入后的系統運行備用研究，大多僅考慮旋轉級備用的優化，僅少量研究涉及非旋轉級備用。RE出力預測隨著時間尺度的變大，預測信息的不確定性增加，由此導致的預測誤差加大。大規模RE接入下，有必要考慮不同時間尺度的預測信息，通過對物理-經濟特性不同的各級備用(旋轉、熱、冷)進行協調優化配置，以提高系統充裕性，降低運行風險。將具備快速啟停能力的火電機組作為非旋轉級備用容量資源，參與輔助服務市場競爭，協調旋轉級備用與非旋轉級備用的優化配置是實現高比例RE接入的有效途徑。

場景分析法在用于描述可再生能源出力不確定性時，不僅能表征預測風/光功率等隨機變量在時間-功率空間上的概率分布，還能進一步反映這些隨機波動在時序上的連續性。為了使構造的場景集很好地表征預測誤差的概率分布，通常需隨機產生大量的場景。通過場景-時段模型進行調度優化求解時，產生的變量和約束數量隨著場景數目增加而相應增加，導致計算復雜度急劇增加，甚至產生維數災，不能滿足實際運行需求。雖然大多研究通過各種場景削減技術來減少場景規模，但都是單純通過剔除低概率場景、聚合相近場景的削減方法，將場景選取與控制優化完全分離。前述方法在對海量場景集進行初步削減是行之有效且合理的，但由于缺乏優化效果與計算效率直接的協調，直接采用該方法將原始場景集縮減到很小的規模以獲得求解效率，則背離了采用多場景描述RE出力不確定性優越性的初衷。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出一種考慮全場景集風險的多等級備用協調優化方法、裝置及系統，通過基于備用優化預案下的逐步篩選關鍵風險場景的方法，能自適應的選取待優化全場景集，協調優化效果與計算效率。此外，本方法針對高比例RE接入下僅采用旋轉備用配置不足的問題，提出了“從高到低，逐級優化”的多等級備用協調優化配置方法，能充分利用不同等級備用在場景下的物理-經濟特性，獲得風險可控的多等級備用配置方案。

實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

第一方面，本發明提供了一種考慮全場景集風險的多等級備用協調優化方法，包括下述步驟：

獲取與各選定的待優化的時間尺度對應的待優化全場景集；

按照各選定的待優化的時間尺度的優化等級，從高至低順次基于各待優化全場景集，分別結合對應的優化對象和優化目標，生成對應的優化預案；其中，上一級生成的優化預案用作下一級優化預案生成過程中的邊界條件；

分別針對各優化預案在對應的待優化的時間尺度內的待優化全場景集中進行風險校核，篩選出各待優化的時間尺度內仍需關注的關鍵風險場景；