[發(fā)明專(zhuān)利]基于柔性直流輸電和抽蓄電站蓄能的電力系統(tǒng)調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910958436.4
• 申請(qǐng)日: 2019-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110797888B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彬;杜延菱;吳文傳;劉海濤;孫宏斌;孫為民;慕宗達(dá);藺晨暉;郭慶來(lái)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué);國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/28
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/28;H02J3/48;H02J3/36
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于柔性直流輸電和抽蓄電站蓄能的電力系統(tǒng)調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立基于柔性直流輸電和抽蓄電站蓄能的電力系統(tǒng)調(diào)度模型，該模型由目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成；具體步驟如下：

(1-1)確定模型的目標(biāo)函數(shù)；

模型的目標(biāo)函數(shù)為系統(tǒng)運(yùn)行的總成本S_SUM最小化：

總成本為傳輸成本、發(fā)電成本和懲罰項(xiàng)之和，其中，

傳輸成本的計(jì)算表達(dá)式如下：

式中，A_i表示電力系統(tǒng)中第i條傳輸線(xiàn)上的傳輸成本函數(shù)，P_i表示第i條傳輸線(xiàn)上的有功功率，I表示柔性直流傳輸支路集合；

A_i的計(jì)算表達(dá)式如下：

A_i＝R_iP_i²

其中，R_i代表第i條傳輸線(xiàn)上線(xiàn)路損耗；

發(fā)電成本的計(jì)算表達(dá)式如下：

式中，G_i表示柔性直流電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)的發(fā)電成本函數(shù)，P_Gi表示柔性直流電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)的有功功率，G表示接入發(fā)電機(jī)的柔性直流電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合；

G_i的計(jì)算表達(dá)式如下：

G_i＝a_iP_Gi²+b_iP_Gi+c_i

其中，a_i,b_i,c_i分別代表節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)的發(fā)電成本參數(shù)；

懲罰項(xiàng)為棄電懲罰與負(fù)荷追蹤偏移懲罰之和，計(jì)算表達(dá)式如下：

S_pun＝S₁+S₂

其中，棄電懲罰的計(jì)算表達(dá)式如下：

式中，P_j表示新能源電站j的實(shí)際出力，p_j表示預(yù)測(cè)的新能源電站j的出力；J為所有新能源電站的集合，α代表新能源電站的棄電懲罰系數(shù)；

負(fù)荷追蹤偏移懲罰計(jì)算表達(dá)式如下：

S₂＝γ(P_b.t-P_b.t-1)²,t∈T

其中，γ為負(fù)荷追蹤偏移懲罰系數(shù)，T為受控時(shí)間段，P_b.t為t時(shí)刻的負(fù)荷追蹤值；

(1-2)確定模型的約束條件，具體如下：

(1-2-1)發(fā)電機(jī)功率約束：

P_Gi,min≤P_Gi-α_i(u_max-u₀)

P_Gi-α_i(u_min-u₀)≤P_Gi,max

其中，P_Gi,min,P_Gi,max分別表示節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)的最小出力與最大出力，P_Gi是節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)實(shí)際出力，α_i是節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)的自動(dòng)發(fā)電控制AGC調(diào)節(jié)系數(shù)，u_max是新能源電站的最大出力，u_min是新能源電站的最小出力，u₀為新能源電站的實(shí)際出力；

(1-2-2)新能源電站功率約束：

w_i,min≤w

0≤w_i,min≤w_i,0≤w_i,max

其中，w_i,0表示節(jié)點(diǎn)i處新能源電站的功率設(shè)定值，w_i,min代表節(jié)點(diǎn)i處的新能源電站的最小出力，w_i,max代表節(jié)點(diǎn)i處的新能源電站的最大出力，w是新能源波動(dòng)下界，是新能源波動(dòng)上界；

(1-2-3)全網(wǎng)功率平衡方程約束：

其中，表示接入負(fù)載的電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合，表示接入傳統(tǒng)能源發(fā)電廠(chǎng)的電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合，表示接入新能源電站的電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合，P_Di表示電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)i處的負(fù)荷功率；

(1-2-4)線(xiàn)路傳輸功率容量約束：

其中，分別表示電力系統(tǒng)中支路L相對(duì)于節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的功率分布轉(zhuǎn)移因子，為電力系統(tǒng)中支路L相對(duì)于節(jié)點(diǎn)i的有功功率的靈敏度：

其中，表示支路L的最大允許功率，α_i表示節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)的自動(dòng)發(fā)電控制調(diào)節(jié)系數(shù)；

(1-2-5)抽水蓄能電站約束：

w_u,t+1-w_u,t＝w_h,t-w_g,t

w_u,min≤w_u,t≤w_u,max

w_l,t+1-w_l,t＝w_g,t-w_h,t

w_l,min≤w_l,t≤w_l,max

w_h,t＝η_hp_h,t

p_g,t＝η_gw_g,t

p_ch.t＝B(t)p_g,t

p_dis.t＝B(t)p_g,t

p_ch.t≥0

p_dis.t≥0

其中，p_g,t表示時(shí)刻t抽水蓄能電站的發(fā)電功率，w_g,t表示時(shí)刻t抽水蓄能電站的用水功率，η_g為抽水蓄能電站的發(fā)電效率，p_h,t表示時(shí)刻t抽水蓄能電站的用電功率，w_h,t表示時(shí)刻t抽水蓄能電站的蓄水功率，η_h表示抽水蓄能電站的抽水效率，w_u,t表示時(shí)刻t上游水庫(kù)的蓄水量，w_l,t表示時(shí)刻t下游水庫(kù)的蓄水量，p_ch.t為時(shí)刻t流入抽水蓄能電站的功率，p_dis.t為時(shí)刻t流出抽水蓄能電站的功率，B為布爾函數(shù)；

(1-2-6)柔性直流模型約束：

p_z＝p_z.i+p_z.o

p_z+l_z＝0

p_z≤S_z

r≥|l_z/S_zl|

r≤1

其中，p_z.i,p_z.o分別為柔性直流母線(xiàn)z處的注入功率和流出功率，l_z為連接柔性直流母線(xiàn)z的柔性直流輸電線(xiàn)路傳輸功率，r為線(xiàn)路最大負(fù)載率，S_z為母線(xiàn)z處的換流站容量，S_zl為連接母線(xiàn)z的輸電線(xiàn)路容量；

(2)對(duì)步驟(1)建立的模型進(jìn)行求解，得到P_Gi，w_i,0，p_g,t，l_z分別對(duì)應(yīng)的最優(yōu)解，即為基于柔性直流輸電和抽蓄電站蓄能的電力系統(tǒng)的最優(yōu)調(diào)度方案。