[發明專利]一種考慮可再生能源不確定性的能源消耗量風險排除方法

有效

• 申請號: 202110378985.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113078677B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 何潔;金駱松;汪向陽;趙雯;黃恒孜;丁一;李思穎;桑茂盛;周迪雅
• 申請（專利權）人: 浙江電力交易中心有限公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/50;H02J3/14;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種考慮可再生能源不確定性的能源消耗量風險排除方法，其特征在于：方法包括以下步驟：

步驟1、對可再生能源歷史出力數據進行統計和擬合，得到可再生能源累積經驗分布函數和可再生能源累積經驗分布逆函數，其中，可再生能源累積經驗分布函數是指累積概率與出力之間的函數關系，可再生能源累積經驗分布逆函數是指出力與累積概率之間的函數關系；通過遞歸方程得到可再生能源協方差矩陣，然后根據可再生能源協方差矩陣Σ_t采用蒙特卡洛模擬法生成T維隨機數，再根據可再生能源累積經驗分布逆函數得到每個隨機數對應的出力，并作為出力集合，然后對出力集合進行削減得到最終的出力集合；

步驟2、建立考慮可再生能源消納的電力平衡優化模型，并采用內點法對電力市場出清優化模型進行求解，得到拉格朗日函數，然后根據拉格朗日函數計算節點能源消耗量和電力系統平均能源消耗量；

步驟3、利用電力系統平均能源消耗量建立能源消耗量風險預測模型，根據能源消耗量風險預測模型計算電力系統能源消耗量風險參數，然后根據電力系統能源消耗量風險參數進行判斷，根據判斷結果排除能源消耗量風險；

所述的步驟2具體如下：

建立考慮可再生能源消納的電力市場優化模型，可再生能源包括風電和光伏，目標函數z為總需求電代價、棄風懲罰代價、棄光懲罰代價以及失負荷懲罰代價之和：

式中，表示節點j上發電機組在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的有功中標出力；C_j(·)表示節點j上發電機組的總需求電代價，為的函數；和分別表示節點j上風電和光伏在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的有功出力預測值；和分別表示節點j上風電和光伏在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的有功中標出力；表示節點j上的有功負荷；表示節點j在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的有功負荷削減量；r_w、r_s和r分別表示棄風懲罰代價、棄光懲罰代價和失負荷懲罰代價；N_e表示節點的數量；T表示預測循環周期；

目標函數滿足以下約束條件：

1)節點有功出力平衡方程：

式中，表示節點j在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的電壓幅值；表示節點k在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的電壓幅值；表示節點j與節點k在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的相角差；G_jk和B_jk分別表示節點導納矩陣第j行第k列元素的實部和虛部；

2)節點無功出力平衡方程：

式中，表示節點j上發電機組在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的無功出力；Q_D,j表示節點j上無功負荷；

3)常規機組出力的約束條件：

式中，和分別表示節點j上常規機組的有功出力下限和有功出力上限；和分別表示節點j上常規機組的無功出力下限和無功出力上限；和分別表示節點j上常規機組有功出力的下爬坡限制和上爬坡限制；

4)風電出力和光伏出力的約束條件：

5)線路傳輸容量的約束條件：

式中，為線路l在最終的出力集合中的一個出力集合s流過的潮流；F_l^min和F_l^max表示線路l的最小傳輸容量和最大傳輸容量；

6)節點電壓的約束條件：

式中，V_j^min和V_j^max分別表示節點j的電壓幅值下限和電壓幅值上限；

7)負荷削減量的約束條件：

基于目標函數的約束條件，采用內點法以目標函數z最小進行求解，并得到節點有功功率平衡方程的拉格朗日函數L_s，然后采用以下公式計算節點能源消耗量和電力系統平均能源消耗量；

式中，表示電力系統在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的平均能源消耗量；N_e表示節點的數量；表示節點j在最終的出力集合中的一個出力集合s下t時刻的能源消耗量。