[發明專利]考慮輸電計劃彈性的大規模風電接入電網多目標優化方法

在審

• 申請號: 201910759861.0
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110739718A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 郇悅;劉文穎;汪寧渤;張雨薇;夏鵬;王方雨;李宛齊;周強;張堯翔;陳釗;許春蕾;聶雅楠;冉忠;丁坤;胡陽;朱麗萍;陳鑫鑫;李瀟
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 11212 北京輕創知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡智勇

本發明公開了一種考慮輸電計劃彈性的大規模風電接入電網多目標優化方法，為進一步促進風電消納提供理論依據。本發明取風電外送量最大和系統運行成本最小作為目標函數，以中長期輸電計劃彈性空間為約束條件，構建大規模風電接入電網多目標優化模型；并將多目標問題轉化為以滿意度最大為目標的單目標問題；采用改進粒子群算法對模型進行求解，從而提出在中長期時間尺度下考慮輸電計劃彈性的大規模風電接入電網多目標優化方法。

技術領域

本發明涉及一種考慮輸電計劃彈性的大規模風電接入電網多目標優化方法，屬于電力系統調度方法領域。

背景技術

風電作為技術最成熟、發展前景最好的新能源發電技術，已在我國迅速發展，但是由于風電具有隨機波動性，使得風電不能完全接納，棄風現象嚴重。風電棄風問題突出，一個原因是傳統輸電計劃為一確定值，外送功率限制了風電的可消納空間。考慮輸電計劃的彈性空間，可為促進風電消納提供理論依據。

大規模風電接入電網帶來了風電消納的難題，目前研究風電消納的理論與實踐有很多，但主要集中在對短期或者實時計劃的優化。在短期優化時，通常以風電消納量最大為目標，主要考慮系統約束、常規機組運行約束和風電出力約束。中長期輸電計劃較短期計劃的時間尺度長，可統籌系統中的各類資源，實現資源優化配置。常規跨區中長期輸電計劃編制時，各區域電網將本區域的新能源、負荷預測結果上報給上級調度，上級調度僅考慮電量交易協議和系統約束來制定聯絡線各時段輸電計劃，傳統輸電計劃為一固定值。隨著風電規模逐漸增大并且風電具有隨機波動性，在風電大發時段，風電消納空間受到輸電計劃的約束，往往導致風力發電能力不能充分利用，棄風現象嚴重。在制定中長期輸電計劃時，考慮一定的輸電裕度，以應對大規模風電的隨機波動性，即考慮了一定的彈性空間，充分利用中長期輸電計劃彈性空間，可促進風電消納，但同時會使系統運行成本增加。因此考慮中長期輸電計劃彈性空間的大規模風電接入電網多目標優化具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種考慮輸電計劃彈性的大規模風電接入電網多目標優化方法，有效促進風電消納，減少棄風量。

其特征是考慮中長期輸電計劃具有一定彈性，該彈性空間可提升風電的消納空間，但是當輸電功率較大時可能會導致輸電阻塞，因此將風電外送量最大和系統運行成本最小作為目標函數，考慮中長期輸電計劃彈性空間和其他約束條件，構建多目標優化模型；對于目標最優解在量綱、數量級上不同的問題，對兩目標分別建立隸屬度函數處理，將其等效為對優化結構的滿意度，將多目標問題轉化為以滿意度最大為目標的單目標問題；采用改進粒子群算法對模型進行求解，得到風電機組和各火電機組在各個時間段的有功出力以及風電最大外送量，從而實現考慮中長期輸電計劃彈性空間的大規模風電接入電網多目標優化。下面通過三個步驟(附圖1)介紹所提方法。

步驟1、模型建立。

中長期計劃視為月度計劃，以1h為時間間隔。

(1)目標函數

1)風電外送量最大：

2)系統總運行成本最小：

式中，T為調度期間的時段數；為風電場i在時段t的有功出力；為常規機組j在時段t的有功出力；ΔT是中長期計劃編制中一個優化時段對應的小時數，月度計劃編制取1h；N_W為風電場個數；N_G為常規機組個數；為常規機組j在時段t的發電成本報價，a_j、b_j、c_j為常規機組j的成本特性參數；E_W為調度期間內風電消納量；F_com為系統總運行成本。

(2)約束條件

1)功率平衡約束：