[發明專利]一種考慮新能源出力和電價因素的網源協同規劃建模方法

有效

• 申請號: 202010163502.1
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111293688B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李旭霞;王皚;鄧嬌嬌;胡迎迎;李佳
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/46;H02J3/38;H02J3/06
• 代理公司: 蘇州和氏璧知識產權代理事務所(普通合伙) 32390
• 代理人: 查銀河

1.一種考慮新能源出力和電價因素的網源協同規劃建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：構建網源協同規劃目標函數；

以收益最大化作為前置條件構建網源協同規劃目標函數時，該目標函數如下：

式中，p_1,t與p_2,t表示預測的第t年的電價與煤價；x_i表示第i臺候選風力電站的建設情況，是一個0-1變量；Q_i與Q_j分別表示第i臺候選風力電站和第j臺已有風力電站的建設容量；H_i,t和H_j,t分別表示第i臺候選風力電站和第j臺已有風力電站在第t年的年利用小時數；y_i,j表示第i臺候選火力電站，建設容量為C_j的建設情況，是一個0-1變量；C_i與C_j分別表示第i臺候選火力電站和第j臺已有火力電站的建設容量，火力電站的可選容量集合為{0,C₁,C₂,……,C_m}，建設容量為0時表示不建設；F_i,t和F_j,t分別表示第i臺候選火力電站和第j臺已有火力電站第t年的年利用小時數；R_i與R_j分別表示第i臺候選風力電站與已有風電電站的單位電量的發電運行成本；G_j與G_i分別表示第j臺候選火力電站和第i臺已有火力電站的單位電量的發電運行成本；K_j表示第j臺候選火力電站，建設容量為C_j的建設成本；W_i表示第i臺候選風力電站單位容量的建設成本；z_j表示第j條候選線路的建設回數；L_j表示第j條候選線路的單回建設成本；P_total表示總利潤；Δ_T為規劃年限的集合；Δ_h，Δ_H分別表示候選火力電站與已有火力電站的集合；Δ_g，Δ_G分別表示候選風力電站與已有風力電站的集合；

步驟二：根據目標函數建立電源和電網相關約束條件；

電源和電網相關約束包括電量需求約束、新增風電廠數量約束、新增燃煤火力電站數量約束、電源投資總額約束、年最大負荷約束、輸電線路投資總額約束、火力電站建設變量取值約束、單條候選線路建設回數約束、發電機組出力約束、節點功率平衡約束、風力電站出力約束、燃煤火力發電機出力約束、節點相角約束、線路潮流上限約束；

具體為：

1)電量需求約束：所有機組的合計發電量之和應不小于目標年用電量的需求：

式中，E_t表示第t∈Δ_t年的年用電量需求；

2)新增風電廠數量約束：

式中，X_w,max表示新建風力電站的數量上限；

3)新增燃煤火力電站數量約束：

式中，X_f,max表示新建燃煤火力電站的數量上限；

4)電源投資總額約束：

式中，I_max表示電源建設投資總額上限；

5)年最大負荷約束：所有機組的總容量應在保證一定的備用裕度的前提下，不小于年實際最大負荷：

式中，ε為備用系數，取5％-25％，P_max表示實際年最大負荷；

6)輸電線路投資總額約束：

式中，I_l,max表示線路建設投資總額上限；

7)火力電站建設變量取值約束：

8)單條候選路線建設回數約束：

0≤z_j≤n_j,max

式中，n_j,max表示線路j的最大建設回數；

9)發電機組出力約束：

其中，I_max表示電源建設投資總額上限；

10)節點功率平衡約束：

式中，Φ_i,in、Φ_i,r分別表示節點i的輸入功率與需求負荷，Θ_j、Θ_i分別表示節點j與i的相角，S_j,i表示節點j與i之間線路的電納；

11)風力電站出力約束：

Φ_w,i≤Q_i

式中，Φ_w,i表示風力電站i的出力；

12)燃煤火力發電機出力約束：

Φ_f,i≤C_i

式中，Φ_f,i表示燃煤火力發電機i的出力；

13)節點相角約束：

Θ_j,min≤Θ_j≤Θ_j,max

式中，Θ_j,max、Θ_j,min分別表示節點j相角的上下限；

14)線路潮流上限約束：

|S_j,i(Θ_j-Θ_i)|≤Φ_i,j,max

式中，Φ_i,j,max表示節點j與i之間的線路傳輸功率上限；

步驟三：對新能源出力的不確定性建模，并添加相應的約束條件；

步驟四：獲取規劃計算所需要的數據；

步驟五：構建電價預測模型，并預測規劃期內的電價，將預測的電價作為模型的電價輸入數據；

步驟六：建立網源協同規劃模型。