[發明專利]一種常規備用與彈性備用多維協調優化方法

有效

• 申請號: 201811292602.3
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109245132B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 周霞;岳東;付蓉;黃崇鑫;解相朋;張慧峰;歐陽志友
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/46;H02J3/14
• 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

1.一種常規備用與彈性備用多維協調優化方法，其特征在于：將新能源機組調頻能力、直流調制能力以及可中斷負荷納入彈性備用范疇，基于分解協調，實現常規備用和彈性備用在控制目標、控制對象、控制時間以及控制空間多維度的協調優化；

所述方法具體步驟包括：

1)拓展備用的控制對象，除了常規的發電側備用以外，將彈性備用納入備用控制的范疇，建立常規備用與彈性備用協調優化數學模型：

目標函數：以電力系統總成本F最小為目標函數，表達式如下：

min F＝F_p+F_r (1)

式中，F_p為電力系統總的發電成本，F_r為電力系統總的備用成本，備用成本F_r表示為：

F_r＝F_g,r+F_Re,r (2)

式中，F_g,r為常規發電側備用成本，F_Re,r為彈性備用的總成本；

根據備用響應時間，將常規發電側備用分為一次備用、二次備用和三次備用3類，常規發電側備用成本F_g,r表示為：

式中：和C_3,i,t分別為機組i時段t內正、負二次備用和三次備用的單位成本，和R_3,i,t分別為機組i時段t內提供的正、負二次備用和三次備用；t是常規發電側備用作用時段，T₁是常規發電側備用響應總時段數，t＝1～T₁，Ng是常規發電側機組數量，i＝1～N_g；

彈性備用成本F_Re,r包括新能源調頻成本F_NR,r和可中斷負荷參與備用成本F_DR,r，其中，新能源調頻備用成本F_NR,r表示為：

式中：為由于參與備用而放棄使用單位新能源的損失，為時段t2內新能源參與調頻備用的數量，T₂是新能源參與備用響應總時段數，t2＝1～T₂；

可中斷負荷參與備用成本F_DR,r可表示為：

式中：和R_3,DR,j,t3分別為第j個可中斷負荷DR在時段t3內提供的正、負二次備用和三次備用；和C_3,DR,j,t3分別為第j個可中斷負荷DR時段t3內提供單位正、負二次備用和三次備用的單位成本；T₃是可中斷負荷DR備用響應總時段數，t3＝1～T₃，N_DR是可中斷負荷DR數量，j＝1～N_DR；

2)基于分解協調的思想，整個協調優化過程以電力系統總成本最小為目標，將常規備用與彈性備用多維協調優化問題分解為有限故障態安全約束機組組合子問題A、基于蒙特卡洛方法的二次負備用約束檢查子問題B、基于大擾動長過程時域仿真分析的頻率安全約束檢查子問題C和基于最小切負荷的故障態靜態安全約束檢查子問題D四個子問題并行進行求解；

有限故障態安全約束機組組合子問題A：在指定的調度周期內，以最小的成本為目標安排發電計劃，考慮有限個故障約束，實現與給定負荷的平衡，同時滿足約束條件和備用要求；

基于蒙特卡洛方法的二次負備用約束檢查子問題B：構建大容量電廠大功率缺額故障，計及故障發生的概率，采用蒙特卡洛隨機模擬的方法，檢驗系統功率平衡情況，檢查系統二次負備用是否充足；

基于大擾動長過程時域仿真分析的頻率安全約束檢查子問題C：構造大容量電廠大功率缺額故障，采用時域仿真分析的方法仿真模擬，通過監視故障后系統頻率情況，檢查系統頻率是否安全；

基于最小切負荷的故障態靜態安全約束檢查子問題D：考慮系統元件N-1開斷故障狀態，計及最小切負荷情況，檢查系統的靜態安全情況；

3)A、B、C三個安全約束檢查子問題如果滿足，則得到系統備用配置情況，結束計算；

4)如果A、B、C其中有一個不能通過，則修改二次負備用總量進入基于最小切負荷的故障態靜態安全約束檢查子問題D中，再重新求解最優的備用配置問題，直到最后所有子問題全部滿足為止，最終得到電力系統運行方式的安排。