[發明專利]一種基于指標聯動分析的電力系統調峰調度多目標優化方法

有效

• 申請號: 202010045539.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111222711B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 申建建;陳光澤;程春田;王森;李善綜
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;珠江水利委員會珠江水利科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發明屬于水電調度運行技術領域，提供了一種基于指標聯動分析的電力系統調峰調度多目標優化方法。本發明綜合考慮五種調峰指標，并引入經濟學中聯動分析理論對指標的數據序列進行平穩性檢驗和因果關系檢驗，以有效明晰指標間的聯動變化規律，采用回歸分析方法量化相互影響關系，進而構建多指標耦合的調峰調度優化模型，最后采用遺傳算法進行模型求解。本發明能更客觀地描述電網的綜合調峰要求，有利于調度人員減少決策中的主觀臆斷性，與常規的不同單一調峰指標模型相比，調峰效果得到明顯改善，為電力系統短期運行中調峰調度決策提供新的技術途徑。

技術領域

本發明涉及水電調度運行領域，特別涉及一種基于指標聯動分析的電力系統調峰調度多目標優化方法。

技術背景

調峰是電力系統短期調度運行的一項核心任務，也是國內外重點關注的課題之一。由于巨大的負荷峰谷差和不斷增加的間歇性能源并網，使得我國大多數以火電為主的省級電網面臨非常嚴峻的調峰壓力，因而調峰已成為這些電網日常發電調度中的主要目標之一。從電網側來講，調峰的主要目的是合理優化可調節電站的發電運行計劃以削減余留負荷峰谷差、平滑調節性能較差火電機組面臨的凈負荷曲線，為達到此目的，如何準確描述調峰需求就成為發電調度的關鍵環節。

目前應對電力系統調峰壓力的措施和技術手段主要包含兩個方面：一是聚焦儲能系統建設及其調峰潛力，例如在能量成本函數中引入峰值費用、光伏發電場和電池儲能混合系統的聯合運行優化、風光間歇性電源與抽水蓄能電站的互補運行等。二是常規電源如水電站和火電站的調峰優化調度，這類調峰方法普遍以余留負荷為變量構建優化模型，即采用余留負荷的某種形式函數來描述電網的調峰需求，例如余留負荷最大峰谷差最小、余留負荷序列的均方差或者標準差最小、調峰電量最大等。總的來說，這些建模方法在適當的條件下能夠有效地降低最大負荷峰值谷差或平滑余留負荷曲線的波動，但對于電網面臨的調峰壓力或需求，僅通過單一的調峰指標如峰谷差、余荷均方差等進行描述，缺少對負荷需求的綜合分析，尤其當不同日期不同電網的負荷需求發生變化時，每種調峰目標的適用性如何，以及應該采用何種調峰目標優化發電計劃才能保證獲得較好的調峰結果，一直沒有得到足夠的重視，但確實是調峰調度研究中非常關鍵的問題。

針對以上問題，本發明依托國家自然科學基金(51579029)，提出基于指標聯動分析的電力系統調峰調度多目標優化方法，并以溪洛渡水電站群送電至浙江省電網為工程背景對其進行應用測試，結果顯示本發明成果可有效避免單一指標優化引起調峰結果偏差和主觀因素帶來的結果不確定性與不合理性，從而使優化得到的發電運行計劃更加有效和實用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于指標聯動分析的電力系統調峰調度多目標優化方法，以減小多目標處理策略中權重系數選取帶來的不確定性與不合理性，獲得更為均衡的調峰優化結果。

本發明技術方案：

一種基于指標聯動分析的電力系統調峰調度多目標優化方法，其特征包括如下步驟：

(1)初始化計算條件，包括水電站運行條件和約束條件，以及電力和水力調度需求條件；

(2)引入五種調峰指標，分別為負荷方差負荷峰谷差F₂＝P_r,max-P_r,min、負荷最大變化率F₃＝|P_r,i-P_r,i-1|_max、負荷最大值F₄＝P_r,max、負荷最小值F₅＝P_r,min，式中P_r為余留負荷序列，P_r,i為i個時段的余留負荷，P_r,max為余留負荷最大值，P_r,min為余留負荷最小值，n為時段的總個數，由此得到多目標函數：