[發明專利]面向風電消納的多階段場景生成電熱系統優化調度方法

有效

• 申請號: 201911045512.9
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110796373B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 陳剛;王琛淇;葛延峰;趙鵬;董鶴楠;李天奇;鄭雯澤;王嘉媛;黃博南
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司;東北大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/06;G06Q10/0639
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

1.一種面向風電消納的多階段場景生成電熱系統優化調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取電熱系統中日前電、熱負荷預測值，以及火電機組、熱電聯產機組的技術參數；

步驟2：用韋伯分布描述風速，得到各情景下的概率分布和各風速下的風力發電出力；

步驟3：采用蒙特卡洛法和輪盤賭選擇機制進行場景生成和削減進行風電情景生成；

步驟4：建立以電量比例確立的實時電價，構建日內需求響應模型:

步驟4.1：日前電價為定值，無需求響應的參與，日內電價根據實時電量的比例制定，一天平均電量的計算為：

式中：D_ave為一天內的平均電量，D_all為一天內的總電量，D_t為t時刻電量；

步驟4.2：各時刻電價的制定：

式中：L_ave為日前的電價均值，L_t為t時刻電價；

步驟4.3：計算各時刻彈性系數生成電價彈性矩陣：

式中：ΔL_i為實行分時電價前后i時段用戶的電價變化值；ΔD_i為實行分時電價前后i時段用戶的用電量變化值；

式中：E為電價彈性矩陣；

步驟4.4：計算用戶需求響應量：

式中：D₁'為經過分時電價響應后時段1的負荷；

D₁為執行分時電價響應前時段1的原始負荷；

步驟5：建立隨棄風量增加，成本增加的動態棄風懲罰項；

步驟6：構建系統的多階段調度策略，日前調度主要通過調節常規機組和熱電聯產機組進行風電最大化消納，日內調度通過蓄熱式電鍋爐和基于電量設立的日內需求響應模型進行調度，實時市場的不平衡電量通過儲電裝置和機組的調節平衡；構建以系統總成本最低，棄風量最小的目標函數；具體包括：

步驟6.1：目標函數為最小化調度用能成本和棄風懲罰成本；

式中：E為通過每個場景獲得的不同期望值乘積及相關場景發生的概率總和來計算得到的期望值；C_CHP,t為系統內熱電聯產機組t時刻的發電成本，C_c,t為常規熱電廠t時刻的發電成本，C_cd,t為儲能電池t時刻的退化成本，C_ti,t為t時刻實時機組出力的調節成本，f_w,t為棄風懲罰成本；

步驟6.2：熱電聯產機組的成本函數為：

式中：P_CHP,i,t為熱電聯產機組i在t時刻的發電功率，H_CHP,i,t為熱電聯產機組i在t時刻熱功率，a，b，c，d，e，f為成本函數的各項系數；

步驟6.3：常規熱電廠的成本函數為：

式中：P_c,j,t為常規機組j在t時刻的發電功率，α，β，γ為機組發電的二次項、一次項、常數項系數；

步驟6.4：蓄熱式電鍋爐的成本函數：

式中：d_t為t時刻的電費，P_cr,o,t為蓄熱式電鍋爐o在t時刻的用電量；

步驟6.5：儲能電池的退化成本為：

式中：e_i^deg為單位電量儲能i的退化成本，η_i^b,c為儲能i的充電效率，P^b,c_i,t,s為t時刻儲能i的充電量，P^b,d_i,t,s為t時刻儲能i的放電量，η_i^b,d為儲能的放電效率；

步驟6.6：實時機組出力的調節成本為：

式中：P^pre_c,j,t為常規機組j日前出力，P^act_c,j,t為常規機組j實時出力，λ為常規機組調節單位電量的成本；

步驟7：由動態權重粒子群算法對目標函數進行優化求解，輸出系統各控制變量優化值。