[發明專利]發電側資源雙層規劃模型、改造方案確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202110995837.4
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113673169A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 李永剛;徐姍姍;胡嘉璇;郭通;王月
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網河北省電力有限公司雄安新區供電公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本說明書實施例公開了一種發電側資源雙層規劃模型、改造方案確定方法及裝置。本發明從調度中心和投資主體兩個層面將規劃和運行兩個不同時間尺度的問題結合在一起構建了考慮投資主體利益的發電側靈活性資源雙層規劃模型。上層模型以系統運行成本最低為目標函數，引入棄風懲罰成本，制定合理的開關機計劃。下層模型以投資主體利益最大為目標函數，配置最優改造方案以確保火電機組能靈活應對輔助服務市場的變化。

技術領域

本申請涉及電力能源規劃技術領域，尤其涉及一種發電側資源雙層規劃模型、改造方案確定方法及裝置。

背景技術

隨著風電、光伏資源滲透率加大，中國“三北”地區棄風、棄光現象頻發。究其原因是系統靈活性調節能力不足，靈活調節資源缺乏。因此，籌措靈活性資源成為解決電力系統調節能力不足的關鍵途徑。在現有經濟條件下，火電靈活性改造可有效提升發電側靈活性。然而火電靈活性改造因其資本密集性而使得火電企業實施時面臨風險。

現有技術大多從容量規劃角度著手。然而火電靈活性改造投資成本較高，火電企業投資時會面臨成本回收困難等問題。現有技術對于火電靈活性改造的投資及獲益主體的研究較少，另外現有研究也沒有考慮到系統運行與火電靈活性改造方案配置之間的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種考慮投資主體利益的發電側靈活性資源雙層規劃模型。從靈活性改造投資主體和調度中心兩個層面構建雙層規劃模型。上層模型以系統運行成本最低為目標函數，引入棄風懲罰成本，制定合理的開關機計劃。下層模型以投資主體利益最大為目標函數，配置最優改造方案以確保火電機組能靈活應對輔助服務市場的變化。

為解決上述技術問題，本說明書實施例是這樣實現的：

第一方面，本說明書實施例提供了一種發電側靈活性資源雙層規劃模型，所述雙層規劃模型包括電網調度中心層面的上層規劃模型和投資主體層面的下層規劃模型，所述上層規劃模型以系統總運行成本最低為目標函數，所述下層規劃模型以投資主體利益最大為目標函數，所述上層規劃模型確定最優調度計劃并傳遞給所述下層規劃模型，所述下層規劃模型確定最優改造策略并反饋給所述上層規劃模型。

第二方面，本說明書實施例提供了一種發電側改造方案確定方法，包括：

基于火電靈活性改造方案數據、機組類型構建火電機組成本函數凸組合；

根據所述火電機組成本函數凸組合構建考慮投資主體利益的發電側靈活性資源雙層規劃模型，所述雙層規劃模型包括電網調度中心層面的上層規劃模型和投資主體層面的下層規劃模型，所述上層規劃模型的輸出結果和所述下層規劃模型的輸出結果互相反饋；

對所述上層規劃模型的目標函數求解，確定最優調度計劃；

對所述下層規劃模型的目標函數求解，確定最優改造策略；

根據所述最優調度計劃和所述最優改造策略輸出機組最優改造方案。

可選的，所述上層規劃模型以系統總運行成本最低為目標函數，所述下層規劃模型以投資主體利益最大為目標函數。

可選的，采用粒子群優化算法對所述上層規劃模型的目標函數求解，采用遺傳算法對所述下層規劃模型的目標函數求解。

可選的，基于火電靈活性改造方案數據、機組類型構建火電機組成本函數凸組合，具體包括：

熱電機組成本函數凸組合通過下式描述：

其中，為chp機組i在時刻t的輸出電功率，為熱功率，為能耗成本；為機組各調峰階段的頂點坐標，同時，頂點組合系數和滿足以下約束：

其中，和分別為機組運行在抽氣和背壓運行模式的邏輯變量；