[發(fā)明專利]適用于多區(qū)域清潔能源協(xié)同的日前經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010355320.4
• 申請(qǐng)日: 2020-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN111600298B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢勇;吳楊;韓利;方濟(jì)中;王鳳欣;李曄;馬鑫;孫尚鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 寧夏合天律師事務(wù)所 64103
• 代理人: 鄭重

1.一種適用于多區(qū)域清潔能源協(xié)同的日前經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)建立考慮環(huán)保的風(fēng)-光-水-火電目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)由運(yùn)行成本構(gòu)成；

(2)建立計(jì)及區(qū)域清潔能源特性的約束條件，包括功率平衡約束、火力電站約束、風(fēng)力電站約束、光伏電站約束、水力電站約束；

(3)合理簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)，保留高壓主網(wǎng)架構(gòu)，未接進(jìn)主網(wǎng)的電源逐級(jí)歸入相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，預(yù)測(cè)日前電網(wǎng)負(fù)荷、日前風(fēng)電功率及日前光伏功率；

(4)求解計(jì)及環(huán)保和區(qū)域清潔能源特性的風(fēng)-光-水-火聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，得出優(yōu)化電源及聯(lián)絡(luò)線日前計(jì)劃；

如步驟(1)中建立考慮環(huán)保的風(fēng)-光-水-火電目標(biāo)函數(shù)，火力電站運(yùn)行成本由總煤耗經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)保設(shè)備運(yùn)行成本構(gòu)成，風(fēng)力電站、光伏電站及水力電站運(yùn)行成本主要由運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用構(gòu)成：所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)總成本F最小化為目標(biāo)，其目標(biāo)函數(shù)如下：

其中，F(xiàn)₁為火力電站總運(yùn)行成本；F₂為風(fēng)力電站運(yùn)行成本；F₃為光伏電站運(yùn)行成本；F₄為水力電站運(yùn)行成本；

所述F₁的計(jì)算公式為

F₁＝f₁₁+f₁₂

該式中：

式中：P_T.i(t)為t時(shí)段火力電站i的發(fā)電功率；若T單獨(dú)出現(xiàn)，代表調(diào)度時(shí)段數(shù)，若以P_T，i形式出現(xiàn)，代表第i個(gè)火力電站，T代表火力電站；N_t為火力電站數(shù)；a_i、b_i、c_i為火力電站i運(yùn)行成本系數(shù)；

式中：M₀為單位發(fā)電量脫硫成本，M₁為單位發(fā)電量脫硝成本；

式中：M_j為第j種設(shè)備單位發(fā)電量成本；A_j為第j種設(shè)備安裝總成本；B_j為第j種設(shè)備的年損耗成本；G為火力電站年發(fā)電量；R為設(shè)備年限；

所述F₂、F₃、F₄的計(jì)算公式為

式中：F₂、F₃、F₄分別為風(fēng)電、光伏及水力電站運(yùn)行成本；C_W.g、C_S.n、C_H.j分別為第g個(gè)風(fēng)力電站、第n個(gè)光伏電站、第j個(gè)水力電站的運(yùn)行維護(hù)成本系數(shù)；P_W.g(t)、P_S.n(t)、P_H.j(t)分別為t時(shí)段第g個(gè)風(fēng)力電站、第n個(gè)光伏電站、第j個(gè)水力電站的發(fā)電功率；Nw為風(fēng)力電站數(shù)；Ns為光伏電站數(shù)；Nh為水力電站數(shù)；

如步驟(2)中建立計(jì)及區(qū)域清潔能源特性的約束條件，包括功率平衡約束、火力電站約束、風(fēng)力電站約束、光伏電站約束、水力電站約束；

所述功率平衡約束公式為

式中：P_L.in.g(t)為t時(shí)段節(jié)點(diǎn)g的負(fù)荷；P_loss(t)為t時(shí)段的網(wǎng)損；P_H，j(t)為第j個(gè)水力電站在t時(shí)刻出力；P_S，n(t)為第n個(gè)光伏電站在t時(shí)刻出力；

所述火力電站約束公式為

(1)火力電站最大最小出力約束

P_T.i.min≤P_T.i(t)≤P_T.i.max

式中:P_T.i.min、P_T.i.max為火力電站機(jī)組i出力上下限；

(2)火力電站爬坡約束

式中:為火力電站i的向上、向下爬坡速率；P_T，i(t-1)為第i個(gè)火力電站在t-1時(shí)刻發(fā)電出力；

所述風(fēng)力電站約束公式為

0≤P_W.g(t)≤ω_g·P_W.g.max

式中:P_W.g.max(t)為風(fēng)力電站g出力上限，ω_g為風(fēng)力電站g日前風(fēng)電出力系數(shù)，為位于緯度經(jīng)度ψ地區(qū)的風(fēng)力電站g日前區(qū)域風(fēng)電資源評(píng)估系數(shù)，C_max為風(fēng)電資源評(píng)估系數(shù)最大值；

所述光伏電站約束公式為

0≤P_S.k(t)≤σ_k·P_S.k.max

式中:P_S.k.max為光伏電站k出力上限；σ_k為光伏電站k日前光伏出力系數(shù)；α_p為云量因子，分為晴、多云、陰3類，則對(duì)應(yīng)晴天的α_s＝1，對(duì)應(yīng)多云天和陰天的α_r和α_o滿足0＜α_o＜α_r＜1；為該地區(qū)晴朗天氣下的日照晴空指數(shù)，基于大量歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取，可以方便地通過(guò)美國(guó)太空總署NASA氣象數(shù)據(jù)庫(kù)查得各經(jīng)緯度下的月平均值；

所述水力電站約束公式為

(1)水力電站轉(zhuǎn)換約束

P_H.j(t)＝9.81η_jQ_j(t)H_j(t)

式中:η_j為水力電站j的效率；Q_j(t)為t時(shí)段水力電站j的流量，單位：m³/s；H_j(t)為t時(shí)段水力電站水庫(kù)j的水頭高度；P_H，j(t)為第j個(gè)水力電站在t時(shí)刻出力；

(2)水力電站用水量約束

式中:Q_j.min、Q_j.max為最小最大用水量，單位：m³；若T單獨(dú)出現(xiàn)，代表調(diào)度時(shí)段數(shù)，若以P_T，i形式出現(xiàn)，代表第i個(gè)火力電站，T代表火力電站；

(3)考慮風(fēng)光區(qū)域變量的水力電站最大出力約束分為夏季豐水期和冬季枯水期

夏季豐水期計(jì)算公式如下：

0≤P_H.j(t)≤r·P_H.j.max

式中:P_H.j.max為水力電站出力上限；r為日前水電出力系數(shù)，取決于風(fēng)電、光照資源；是風(fēng)力電站日前風(fēng)電出力系數(shù)的平均數(shù)；是光伏電站日前光伏出力系數(shù)的平均數(shù)；

冬季枯水期計(jì)算公式如下：

0≤P_H.j(t)≤γ·P_H.j.max

式中:γ為很小的系數(shù)；

如步驟(3)中預(yù)測(cè)日前光伏功率為：

式中，為經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算緯度經(jīng)度ψ的地區(qū)m月第d天h時(shí)的地表太陽(yáng)

輻照度小時(shí)均值，η_ref為在參考溫度T_ref和1000W/m²光照強(qiáng)度下的硅基光伏組件額定效率；A為硅基光伏組件總面積；α_T為光伏板的功率溫度系數(shù)，取晶體硅太陽(yáng)能光伏組件的功率溫度系數(shù)為-0.35％/℃；T為運(yùn)行光伏組件溫度，以天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)氣溫代入計(jì)算。

2.如權(quán)利要求1所述的適用于多區(qū)域清潔能源協(xié)同的日前經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于：如步驟(4)中求解過(guò)程為：在Matpower Mpc文件中編入母線、支路、電源、成本模塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和邊界條件，再將風(fēng)力電站、光伏電站、水力電站、火力電站約束條件編入到約束條件模型M文件中；主程序main M文件調(diào)用約束條件模型M文件，給出Mpc M文件的邊界條件，再運(yùn)行opf M文件求解Mpc M文件，重復(fù)循環(huán)，直至完成全部時(shí)刻計(jì)算。