[發明專利]一種電網多種調節資源的協調優化方法

有效

• 申請號: 202110008231.7
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112821462B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張江豐;蘇燁;石劍濤;郭燁;魏路平;沈欣煒;盧敏;孫堅棟;汪自翔;鄭可軻;陳巍文;華麗云;丁偉聰
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國網浙江省電力有限公司;杭州意能電力技術有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種電網多種調節資源的協調優化方法，其特征在于，包括：

建立多種調節資源的電能量-調頻-備用聯合優化模型，其包括：

步驟1)，確定多種調節資源的電能量-調頻-備用聯合優化模型的目標函數，所述的目標函數分為四部分，分別是各種調節資源的電能量出清成本、各種調節資源的調頻出清成本、各種調節資源的備用出清成本與系統內備用不足時的懲罰成本；

步驟2)，確定多種調節資源的電能量-調頻-備用聯合優化模型的約束條件，包括：21)電能量平衡約束，22)正常運行狀態下的線路容量約束，23)系統內出清的調頻量大于系統的調頻需求，24)系統出清的備用量大于系統的備用需求，25)調用調頻前后的線路容量約束，26)調用備用前后的線路容量約束，27)火力發電機組內部約束，28)風電、光伏與水電機組內部約束，29)儲能電站內部約束，30)火電機組、風電、光伏發電、水電機組、儲能電站的電能量、調頻與備用的出清量都要為非負；

步驟3)，對所述的電能量-調頻-備用聯合優化模型進行求解，對系統的總體成本進行優化；

步驟1)中，各種調節資源的電能量出清成本表示為：

式中，T表示優化時段數，F、W、S、H、E分別代表火電、風電、光伏發電、水電與儲能；N_F、N_W、N_S、N_H、N_E分別表示不同種類資源的數目；分別表示t時段中火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的電能量報價，分別代表t時段中火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的中標電量；

各種調節資源的調頻成本表示為：

式中，分別表示t時段中火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的調頻報價，

分別代表t時段中火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的中標調頻量；

各種調節資源的備用成本表示為：

式中，分別表示t時段中火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的備用報價，

分別代表t時段中火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的中標備用量；

在電力市場優化出清時，如果系統中所有資源的備用申報量無法滿足備用需求，使系統處于備用短缺狀況，則系統引入懲罰因子這一參數，為系統備用缺額進行定價，從而產生系統內備用不足時的懲罰成本：

式中，P表示由系統運營商設置的固定懲罰因子；表示系統在t時段的備用需求值，由系統運營商預先設置；

所述電能量-調頻-備用聯合優化模型的目標函數為：

21)電能量平衡約束：在任意時段內，系統出清的電能量總和等于該時段的負荷總量，即：

式中，d_n，t表示第n個負荷在t時段的容量，N_d表示負荷數量；

22)正常運行狀態下的線路容量約束：在正常運行狀態下時，經過線路的潮流不能超過線路的最大長期傳輸容量，即：

式中，S為網絡的傳輸分布因子矩陣，分別由組成，分別代表t時段每個節點的火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的中標電量組成的向量，f代表線路的最大長期傳輸容量向量；

23)系統出清的調頻量大于系統的調頻需求：在系統運行中，系統將調頻需求量設置為一定比例的總負荷與一定比例的總可再生能源的總和，即：

式中，為系統的總調頻需求，α、β為系統預先確定的調頻需求系數；

24)系統出清的備用量大于系統的備用需求：在系統運行中，系統將任意時段的備用需求設置為該時段最大在線機組的出力，即：

式中，為系統在t時段的總備用需求；

25)調用調頻前后的線路容量約束：在實際運行階段，如果電網內的負荷或新能源機組的功率相較其預測值發生偏移，線路的潮流將短暫超過長期最大傳輸容量，但仍受到事故后的短期最大傳輸容量的限制；為了讓系統恢復平衡，系統會對調頻資源進行調用，調用調頻后的一段時間內線路的潮流將受到恢復期最大傳輸容量的限制；為了降低運算負擔，電能量-調頻-備用聯合優化模型只考慮兩種極端情況：①所有負荷按照α系數正向偏移，同時所有可再生能源按照β系數負向偏移；②所有負荷按照α系數負向偏移，同時所有可再生能源按照β系數正向偏移；對應這兩種極端情況，系統會相應的將全部調頻資源分別向上調用與向下調用，以應對系統不平衡，即：

式中，分別由組成，分別代表t時段每個節點的火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的中標調頻量組成的向量；f_DA與f_SE分別表示事故后的短期最大傳輸容量向量與恢復期最大傳輸容量向量；

26)調用備用前后的線路容量約束：如果在電網內發生機組故障，線路的潮流將短暫超過長期最大傳輸容量，但仍受到事故后的短期最大傳輸容量的限制；為了讓系統恢復平衡，系統會對備用資源進行調用，調用備用后的一段時間內線路的潮流受到恢復期最大傳輸容量的限制；為了降低運算負擔，電能量-調頻-備用聯合優化模型只考慮最大機組故障前后的情況，即：

式中，

分別由組成，分別代表t時段每個節點的火電、風電、光伏發電、水電與儲能資源的中標備用量組成的向量；δ_t代表t時段的最大事故向量，如果t時段最大在線機組i的所在的節點為m，則δ_t的第m個元素為最大在線機組i的中標電能量，其他元素為0。