[發明專利]一種多能源分頻互補新能源的補償容量優化計算方法

在審

• 申請號: 201911138883.1
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN111030187A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 馬明;汪寧渤;呂清泉;周強;包廣清;蒲文靜;李媛;周家武;韓旭杉;馬彥宏;王明松;張健美;張艷麗;張彥琪;王定美;李津;張金平;黃蓉
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司;國網甘肅省電力公司電力科學研究院;甘肅新泉風力發電有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/24;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王歡

1.一種多能源分頻互補新能源的補償容量優化計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對區域內新能源發電出力，在得到總發電計劃的基礎上計算非新能源機組出力曲線，利用離散傅里葉變換計算補償功率功率譜；

2)根據所能調度機組類型劃分多種補償機組補償區間；

3)對各機組進行優化計算建模；

4)優化分界頻率，計算各補償容量。

2.根據權利要求1所述的一種多能源分頻互補新能源的補償容量優化計算方法，其特征在于：所述步驟2)中劃分的原則是工作在相同頻率范圍內的機組劃分為一類，則補償機組出力為：

P_b＝P₁+P₂+...+P_N (1)。

3.根據權利要求1所述的一種多能源分頻互補新能源的補償容量優化計算方法，其特征在于：所述步驟3)中機組優化模型為：

式中，L(P)是負荷預測模型輸出值，ΔP_d,i和ΔP_u,i分別是發電機i的下行和上行步長最大值，S(f)是功率頻譜模型輸出曲線，H(P_t,i，P_t,j)≤0是其他安全約束，其中：

4.根據權利要求1所述的一種多能源分頻互補新能源的補償容量優化計算方法，其特征在于：所述步驟3)中各機組容量的優化計算是基于最小新能源并網波動的經濟調度模型，如下式所示：

式中，α是設備的年折舊率；N_i、C_i分別為各頻段機組的使用壽命和初始投入成本；P_t,i為各機組t時刻輸出功率；K_mi、K_pi是機組i產生每千瓦時功率的維護費用和燃料成本費用；ρ是波動懲罰系數且恒為正值；P_t是t時刻發電機組總的有功發電功率；P_t,D是出力調節t時刻總負荷需求；P_t,C是聯絡線傳輸功率；η是網損率。

5.根據權利要求1所述的一種多能源分頻互補新能源的補償容量優化計算方法，其特征在于：所述步驟4)中，為了得到頻率分界點，需要考慮機組和電網多方面的因素，在求解模型最優解時，應考慮以下約束條件：

a.機組平衡約束

電力系統的基本特征要求在調度過程中要保證發電側與負荷側的實時供需平衡，故而常規機組出力加上新能源出力應與發電計劃保持相等；

式中，P_t,i是t時刻發電機組i有功發電功率；P_t,D是出力調節t時刻總負荷需求；P_t,C是聯絡線傳輸功率；

b.機組運行上下限約束

在調度過程中，各頻段機組運行階段出力不得小于所帶基礎負荷也不得高于容量極限，故有：

P_i^min≤P_i≤P_i^max (6)

式中，P_i^min與P_i^max分別為機組運行上下邊界；

c.機組爬坡率約束

機組的爬坡率約束，它決定了所對應機組工作的頻率范圍，高頻率即爬坡速率快的機組理論上可以完成低頻率機組的任務，但通常的限制在于頻率的高低與容量的高低呈反比，爬坡率約束描述為：

式中，與分別為機組i在單位時間步長內機組出力變化上下限值；

d.分界頻率約束

為保證各機組運行在各自的頻段內，分界頻率約束必不可少，它是對劃分補償區間范圍的約束，具體描述為：

式中，f_i為機組i與機組i+1的分界頻率，S(f)為功率頻譜函數，T為采樣時間。