[發明專利]一種計及新能源消納的基于源荷協調互補的電力系統調度方法

有效

• 申請號: 202110770008.6
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113328475B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 陳艷波;武超;焦洋;陳冬暉;高瑜瓏;孫志祥;馬彥虎;鄭國棟
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38;H02J3/00;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種計及新能源消納的基于源荷協調互補的電力系統調度方法，所述電力系統包括新能源機組和火電機組，所述新能源機組包括風電機組和/或光伏機組，其特征在于，所述電力系統調度方法包括以下步驟：

步驟A.對電力系統中的新能源出力和負荷進行互補協調優化，優化過程同時計及新能源消納目標以及等效負荷曲線波動性最小目標，從而得到負荷疊加新能源出力后的等效負荷曲線，具體包括以下子步驟：

子步驟A1、獲取系統預測風電、光伏出力曲線以及負荷曲線，其中在t時刻，預測風電出力、光伏出力以及負荷分別表示為P_FL(t)、P_GL(t)、D_P(t)；以新能源全消納或大比例消納的限制因素，如下式所示

式中ρ為定義的新能源消納比例，把此時得到的等效負荷曲線波動值Obj作為波動量最大的基準值，記為B_max，O_bj的計算表達式如式(1)所示：

其中：T為電力系統調度期間的時段數；t為某一時刻，單位為小時；E_p(t)為等效負荷曲線在t時刻的值，表達為如式(2)所示：

E_p(t)＝L_p(t)-P_F(t)-P_G(t) (2)，

式中，L_p(t)為t時刻的負荷值，它的范圍是在預測負荷D_P(t)的基礎上向上或向下波動α％，且要滿足電力系統調度周期內總負荷電量不變，即P_F(t)、P_G(t)分別為t時刻風電、光伏的出力值，它們的范圍在0到預測出力之間；E_pv為E_p(t)序列的均值，表示為如式(3)所示：

以形成的等效負荷曲線波動性最小為目標函數，將波動最小時的等效負荷曲線的波動值O_bj記作為B_max；

子步驟A2、計算新能源機組的理論發電量X_max，將其作為新能源消納量的理論最大值，X_max的計算式如式(4)所示：

子步驟A3、構建以等效負荷波動性最小和新能源消納量最大的多目標模型，基于子步驟A1和步驟A2所得到的波動量最大值B_max和新能源消納量理論最大值X_max，采用線性加權的方法將兩個不同量綱的函數轉換得到一個目標函數，如式(5)所示：

式中，ω₁、ω₂分別為兩個目標的權重系數，且滿足ω₁+ω₂＝1,其余各變量定義及范圍與步驟A1中一致，求解式(5)即得到優化后的等效負荷曲線E_p(t)；

步驟B.以火電機組運行經濟性最優為目標構建調度模型，通過時序生產模擬的方法得到火電平衡等效負荷曲線的出力情況，包括以下子步驟：

子步驟B1、確定火電機組開機方式，具體是，基于步驟A中的子步驟A3所得到的等效負荷曲線E_p(t)確定機組開機方式，開機方式選取原則為：在最大等效負荷max(E_p(t))的基礎上考慮負荷備用max(D_p(t))·σ，以及新能源備用{max(P_FL(t))+max(P_GL(t))}·μ，從而確定最大開機容量S_max，選擇滿足最大開機容量S_max下機組最低技術出力最小的開機方案，所述最大開機容量S_max表示為如式(6)所示：

S_max＝max(E_p(t))+max(D_p(t))·σ+{max(P_FL(t))+max(P_GL(t))}·μ (6)，

式中，σ、μ分別為負荷備用系數和新能源備用系數；

子步驟B2、以火電機組運行經濟性最優為目標構建調度模型，滿足如式(7)所示的機組運行約束：

min C_total＝C^Y+C^R+C^W (7)，

式中C^Y、C^R、C^W分別表示火電機組的運行成本、燃料成本和排放成本，均為火電機組發電量P_M(t)的函數。