[發明專利]一種含抽水蓄能機組間相互約束的日前優化調度方法

有效

• 申請號: 202011262989.5
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112436560B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 孫丙新;田樹平;何江;劉連德;李凱強;郭佳偉
• 申請（專利權）人: 內蒙古呼和浩特抽水蓄能發電有限責任公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00;H02J3/28;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種含抽水蓄能機組間相互約束的日前優化調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取日前優化調度的基礎數據，具體步驟如下：

1-1)按照15分鐘間隔將全天分為96個時間段，獲取次日系統各時段的用電計劃值L_in,t，獲取次日系統各時段的外送電計劃值L_out,t，其中，t代表時段；

1-2)記火電機組數為N，獲取各火電機組次日最大發電能力P_i^max、最小發電能力P_i^min；

1-3)記新能源場站數為M，獲取各新能源場站次日各時段的發電出力預測值

1-4)記抽水蓄能機組數為K，獲取各抽水蓄能機組的額定的抽水功率最大發電功率

1-5)獲取次日各時段系統的正備用容量要求負備用容量要求

2)獲取各機組次日分段電能量信息，包括：火電機組i在次日時段t的發電的電能量價格C_i,t(P_i,t)、新能源場站i在次日時段t的發電的電能量價格C_i,t(F_i,t)、抽水蓄能機組i在次日時段t的發電的電能量價格C_g,i,t(P_g,i,t)；

3)建立包含抽水蓄能機組間相互約束的日前優化調度模型，該模型由目標函數和約束條件組成；具體步驟如下：

3-1)確定模型的目標函數，表達式如下：

式中，T為全天時段總數；P_i,t為火電機組i在次日時段t的出清出力值；分別為火電機組i在次日時段t的增出力和減出力；F_i,t為新能源場站i在次日時段t的出清出力值；分別為新能源場站i在次日時段t的增出力、減出力；P_g,i,t為抽水蓄能機組i在次日時段t的發電的出清出力值；分別為抽水蓄能機組i在次日時段t的發電的增出力、減出力；表示次日時段t抽水蓄能電站處于發電狀態的0-1變量，表示次日時段t抽水蓄能電站處于非發電狀態，表示次日時段t抽水蓄能電站處于發電狀態；表示次日t時段抽水蓄能電站整體處于抽水狀態的0-1變量，表示次日時段t抽水蓄能電站整體處于非抽水狀態，表示次日時段t抽水蓄能電站整體處于抽水狀態；

3-2)確定模型約束條件，具體如下：

3-2-1)系統穩定約束；

3-2-1-1)電量平衡約束；

式中，L_in,t為次日系統各時段用電計劃值；L_out,t為次日各時段外送電計劃值；P_l,i,t為抽水蓄能機組i在次日時段t的抽水的功率；

3-2-1-2)機組出力約束；

式中，P_i^min為火電機組i的最小出力；P_i^max為火電機組i的最大出力；各新能源場站次日各時段發電出力預測值；

3-2-1-3)機組爬坡約束；

式中，P_i,t-1為火電機組i在次日時段t-1的出清出力值；ΔP_i^U、ΔP_i^D分別為火電機組i的最大上爬坡速率、最大下爬坡速率；F_i,t-1為各新能源場站i在次日時段t-1的出清出力值；ΔF_i^U、ΔF_i^D分別為各新能源場站i的最大上爬坡速率、最大下爬坡速率；

3-2-1-4)系統正、負備用容量約束；

式中，α_i,t表示火電機組i在次日時段t的啟停狀態變量，α_i,t∈{0,1}，α_i,t＝0表示火電機組i在次日時段t停機，α_i,t＝1表示火電機組i在次日時段t開機；為新能源場站i在次日時段t的最大預測出力；表示抽水蓄能機組i在次日時段t處于發電狀態的0-1變量，表示抽水蓄能機組i在次日時段t處于非發電狀態，表示抽水蓄能機組i在次日時段t處于發電狀態；為抽水蓄能機組i的發電最大出力值；表示抽水蓄能機組i在次日時段t處于抽水狀態的0-1變量，表示抽水蓄能機組i在時段t處于非抽水狀態，表示抽水蓄能機組i在時段t處于抽水狀態；為次日時段t的系統正備用容量要求；為次日時段t的系統負備用容量要求；

3-2)抽水蓄能電站常規約束；

3-2-1)抽水蓄能機組的出力約束；

式中，抽水蓄能機組i的抽水額定功率；

3-2-2)抽水蓄能電站狀態約束；

3-2-3)抽水蓄能電站水庫庫容約束；

式中，E^min、E^max分別為抽水蓄能電站上水庫的最小和最大庫容；E_t為上水庫次日時段t的庫容；η_l為抽水蓄能電站抽水的水流量轉化率，η_g為抽水蓄能電站發電的水流量轉化率；Δt為時間差；

3-2-4)抽水蓄能機組最大啟動次數約束；

式中，為抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t的發電的啟動變量，表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t未轉換到發電狀態，表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t轉換到發電狀態；為抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t的抽水的啟動變量，表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t未轉換到抽水狀態，表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t轉換到抽水狀態；為一天內抽水蓄能機組i發電狀態的最大啟動次數；為一天內抽水蓄能機組i抽水狀態的最大啟動次數；

3-2-5)抽水蓄能機組最小開停機持續時間約束；

式中，分別為抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t、t到t+1、t+1到t+2的發電的停機變量，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t、t到t+1、t+1到t+2的發電狀態未停止，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t、t到t+1、t+1到t+2的發電狀態停止；分別為抽水蓄能機組i在次日時段t到t+1、t+1到t+2的發電的啟動變量，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t到t+1、t+1到t+2未轉換到發電狀態，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t到t+1、t+1到t+2轉換到發電狀態；分別為抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t、t到t+1、t+1到t+2的抽水的停機變量，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t、t到t+1、t+1到t+2的抽水狀態未停止，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t-1到t、t到t+1、t+1到t+2的抽水狀態停止；分別為抽水蓄能機組i在次日時段t到t+1、t+1到t+2的抽水的啟動變量，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t到t+1、t+1到t+2未轉換到抽水狀態，分別表示抽水蓄能機組i在次日時段t到t+1、t+1到t+2轉換到抽水狀態；

3-3)抽水蓄能機組間相互約束；

4)對步驟3)建立的模型求解，得到P_i,t、F_i,t、P_g,i,t的最優解，即為最終的日前優化調度方案。