[發明專利]考慮風電不確定性的水風火短期優化調度方法

在審

• 申請號: 202110435073.3
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113128768A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 金新峰;劉洋;余豪;盧毓偉;劉志云;王偉
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/02;G06N3/12
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 王娟

本發明公開了一種考慮風電不確定性的水風火短期優化調度方法，在滿足水風火約束的基礎上，構建了清潔能源利用率最大和火電機組出力波動最小的多目標優化調度模型，該模型利用梯級水電啟停靈活、爬坡速度快等優點平抑風電出力波動。由于梯級水電、風電、火電聯合優化調度問題是個高度復雜的混合整數非線性規劃問題，整體求解難度較大。本發明基于分層求解思想，將模型分解為風電調度層、水電調度層與火電調度層，層與層之間以余荷相關聯，并提出了集成神經網絡、區間估計、改進的遺傳算法與啟發式算法相結合的求解框架，實現了模型的快速求解。

技術領域

本發明涉及水風火電調度領域，特別是一種考慮風電不確定性的水風火短期優化調度方法。

背景技術

風電等可再生能源具有隨機性、波動性與反調峰性，風電等可在生能源的大規模并網嚴重影響電力系統的安全性、可靠性與穩定性。在可再生能源發展的新趨勢下，減少棄風，提高電網對風電等清潔能源的消納，是目前電力系統發展的關鍵任務。

棄風的主要原因是電力系統的靈活性電源不足，電力系統沒有充足的靈活性電源平抑風電波動，部分地區僅僅依靠火電應對風電出力的不確定性。隨著風電等清潔性能源大規模政策并網，部分地區僅僅依靠火電平抑風電波動，火電機組將頻繁啟停或運行在深度調峰區，嚴重影響火電機組的壽命，嚴重影響電力系統的安全。隨著我國西北、西南梯級水電站群的并網，如何充分梯級水電等靈活性電源的調節能力，制定合理的水風火等多電源聯合調度方案，以緩解風電等間歇性電源的大規模饋入帶來的運行風險，是當前亟需解決的問題之一。

目前已有的梯級水電、火電與風電聯合調度，大都考慮確定性調度，并不符合風電隨機波動的特點。

本發明中的“短期”是指調度周期為一天，每15min一個點，共計96個點進行計算。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種考慮風電不確定性的水風火短期優化調度方法，充分利用梯級水電的靈活性平抑風電波動，實現風電、水電多發，火電少發，計算速度快、時效性強，有效減少系統煤耗，增加系統效益。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種考慮風電不確定性的水風火短期優化調度方法，包括以下步驟：

S1、以t時刻風速預報數據、歷史實際風電功率數據為神經網絡的輸入，預測t時刻風電出力t＝1,2，…，T；

S2、根據下式平抑風電所需要的最小出力其中，為的反函數，Ω_t(j)＝{b_i|i＝t,t+y,...,t+ny}，n表示誤差集合Ω_t(j)中的元素個數；ξ為給定誤差水平；b_i為排序后風電出力偏差值；num表示b_i≤ξ的個數；y表示時間間隔(y＝15min)，β為誤差；

S3、將火電機組總負荷減去平抑風電所需要的最小出力和梯級水電站出力，得到的結果分配到火電機組，并對火電機組開機進行優化。

本發明在滿足水電、風電、火電約束的基礎上，充分利用梯級水電的靈活性平抑風電波動，實現風電、水電多發，火電少發，計算速度快、時效性強，有效減少系統煤耗，增加系統效益。

步驟S3中，所述梯級水電站出力的計算過程包括：

I)選取M組水庫運行過程中水位序列，利用所述水位序列初始化種群，得到M個個體，每個個體表示為Z_r＝[z_1r,z_2r,...,z_Tr],z_Tr為個體Z_r在T時刻的染色體，表示個體Z_r在T時刻的水位值；T表示總的時段長度(T＝96,每個時段長度為15min)；r表示個體編號1≤r≤M；

II)按發電量最大為目標進行評價，計算每個個體的適應度；