一种区域电网的新能源发电优化调度方法及装置与流程

专利2022-06-29  100


本发明涉及新能源发电规划和调度运行领域,具体涉及一种区域电网的新能源发电优化调度方法及装置。



背景技术:

近年来,风电、光伏发电和新能源装机发展迅速,可再生能源的快速发展促进了能源结构优化。但随着可再生能源的快速发展,可再生能源发展不平衡的矛盾也日益凸显,受电源结构、电网结构、负荷特性和风电、光伏出力的不确定性等的制约,可再生能源发电稳定性问题日益突出,成为制约新能源发展的最大障碍。

目前,能源结构转型、电力清洁化发展过程中,新能源仍是电力发展的主力,但是新能源发电具有随机性、间歇性和波动性,未来高比例新能源消纳的电力电量平衡存在较大挑战。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种区域电网的新能源发电优化调度方法及装置,能够准确计算出区域的新能源消纳目标值,保障区域电网的安全运行。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的:

本发明提供了一种区域电网的新能源发电优化调度方法,其改进之处在于,所述方法包括:

根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;

计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;

基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。

优选的,所述根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构,包括:

区域电网中第x条联络线在目标时段内任一时刻的计划传输容量超过第x条联络线的最大传输容量,则令第x条联络线为区域电网的分界线;

基于区域电网的分界线将区域电网划分为n个子区域电网;

将所述n个子区域电网等效为n个聚合节点;

其中,x∈(1~sl),sl为区域电网的联络线总数。

优选的,所述计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量,包括:

以区域电网的新能源发电量最大为目标建立电网优化计算目标函数;

求解满足约束条件的所述电网优化计算目标函数,获得区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量。

进一步的,按下式建立电网优化计算目标函数:

上式中:p为区域电网的新能源发电量,pw(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力,ppv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

进一步的,所述电网优化计算目标函数的约束条件包括:区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件、区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件、区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件和区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件。

优选的,所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量包括相应聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值和所有风电机组发电总出力最优值;

所述基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量优化区域的新能源消纳目标值,包括:

根据各聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的发电量目标值pzong,pv,t和区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的限电率目标值βpv,t:

根据各聚合节点中所有风电机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的发电量目标pzong,w,t和区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的限电率目标值βw,t:

上式中,ph,pv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量的总预测值,ph,w(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量的总预测值,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

本发明提供了一种区域电网的新能源发电优化调度装置,其改进之处在于,所述装置包括:

构建模块,用于根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;

计算模块,用于计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;

优化模块,用于基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。

优选的,所述构建模块,包括:

分界单元,用于区域电网中第x条联络线在目标时段内任一时刻的计划传输容量超过第x条联络线的最大传输容量,则令第x条联络线为区域电网的分界线;

划分单元,用于基于区域电网的分界线将区域电网划分为n个子区域电网;

等效单元,用于将所述n个子区域电网等效为n个聚合节点;

其中,x∈(1~sl),sl为区域电网的联络线总数。

优选的,所述计算模块,包括:

建立单元,用于以区域电网的新能源发电量最大为目标建立电网优化计算目标函数;

获取单元,用于求解满足约束条件的所述电网优化计算目标函数,获得区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量。

进一步的,按下式建立电网优化计算目标函数:

上式中:p为区域电网的新能源发电量,pw(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力,ppv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

进一步的,所述电网优化计算目标函数的约束条件包括:区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件、区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件、区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件和区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件。

优选的,所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量包括相应聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值和所有风电机组发电总出力最优值;

所述基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量优化区域的新能源消纳目标值,包括:

根据各聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的发电量目标值pzong,pv,t和区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的限电率目标值βpv,t:

根据各聚合节点中所有风电机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的发电量目标pzong,w,t和区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的限电率目标值βw,t:

上式中,ph,pv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量的总预测值,ph,w(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量的总预测值,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

与最接近的现有技术相比,本发明具有的有益效果:

本发明提供的一种区域电网的新能源发电优化调度方法及装置,根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。本发明提供的技术方案通过获取区域电网的运行数据,能够准确计算出区域的新能源消纳目标值,提高新能源消纳的电力电量平衡能力,保证电网安全稳定的运行。

附图说明

图1是本发明提供的一种区域电网的新能源发电优化调度方法的流程图;

图2是本发明提供的一种区域电网的新能源发电优化调度装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实际工况中可以根据本发明得到的发电量目标值和限电率目标值对区域电网中的各新能源机组进行发电控制。

本发明提供了一种区域电网的新能源发电优化调度方法,如图1所示,所述方法包括:

根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;

计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;

基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。

在本发明的最优实施例中,所述根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构,包括:

区域电网中第x条联络线在目标时段内任一时刻的计划传输容量超过第x条联络线的最大传输容量,则令第x条联络线为区域电网的分界线;

基于区域电网的分界线将区域电网划分为n个子区域电网;

将所述n个子区域电网等效为n个聚合节点;

其中,x∈(1~sl),sl为区域电网的联络线总数。

在本发明的最优实施例中,所述计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量,包括:

以区域电网的新能源发电量最大为目标建立电网优化计算目标函数;

求解满足约束条件的所述电网优化计算目标函数,获得区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量。

进一步的,按下式建立电网优化计算目标函数:

上式中:p为区域电网的新能源发电量,pw(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力,ppv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

进一步的,所述电网优化计算目标函数的约束条件包括:区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件、区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件、区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件和区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件。

在本发明的最优实施例中,按下式确定区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件:

上式中:pre为区域电网对应的聚合结构的正旋转备用容量,nre为区域电网对应的聚合结构的负旋转备用容量,pf(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的预测电力负荷,pm,max(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的第m类常规机组的最大发电技术出力,pm,min(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的第m类常规机组的最小发电技术出力,sm(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的第m类常规机组的开机台数,m∈(1~m),m为区域电网对应的聚合结构中常规机组的种类数;

按下式确定区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件:

上式中:hp(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的水电机组发电出力、tp(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的抽水蓄能电站发电出力、pa(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的核电机组出力、li(t)为区域电网对应的聚合结构中第i条联络线在目标时段的第t个时刻的输电功率、i∈(1~in),in为区域电网对应的聚合结构中联络线总数;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件:

-li,max≤li(t)≤li,max

上式中:li,max为区域电网对应的聚合结构中第i条联络线的传输容量上限值;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件:

0≤δpm(t,n)≤[pm,max(t,n)-pm,min(t,n)]·sm(t,n)

pm(t,n)=pm,min(t,n)·sm(t,n) δpm(t,n)

上式中:δpm(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的优化发电出力;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件:

pm(t 1,n)-pm(t,n)≤δpm,up(n)

pm(t,n)-pm(t 1,n)≤δpm,down(n)

上式中:δpm,up(n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点第m类常规机组的最大上爬坡率,δpm,down(n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点第m类常规机组的最大下爬坡率,pm(t 1,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t-1个时刻的第m类常规机组的发电出力;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件:

0≤sm(t,n)≤sm.max(n)

上式中:sm.max(n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的第m类常规机组的总台数;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件:

pby(t,n)=cb·qby(t,n)

上式中,pby(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的背压式机组发电出力、cb为背压式机组发电出力与供热出力的比例系数、qby(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的背压式机组供热出力;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件:

qcq(t,n)·cb'≤pcq(t,n)≤pcq,max(t,n)-qcq(t,n)·cv

上式中:pcq(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的抽气式机组的发电出力,qcq(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的抽气式机组的供热出力,cb'为抽汽式机组发电出力与供热出力的第一比例系数,cv为抽汽式机组发电出力与供热出力的第二比例系数;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件:

hpmin≤hp(t,n)≤hpmax

上式中:hpmin为区域电网对应的聚合结构水电机组的最小发电技术出力、hpmax为区域电网对应的聚合结构水电机组的最大发电技术出力;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件:

cap,min(n)≤cap,ini(t-1,n)-tp(t,n)≤cap,max(n)

上式中:cap,max(n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的容量上限,cap,min(n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的容量下限,cap,ini(t-1,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t-1个时刻的抽水蓄能电站水库容量;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件:

上式中:为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的最小发电出力,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的最大发电出力,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的最小抽水功率,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的最大抽水功率,a(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的抽水状态,若a(t,n)=1,则区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库处于抽水状态,否则,区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库处于不抽水状态,b(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库的发电状态,若b(t,n)=1,则区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库处于发电状态,否则,区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点的抽水蓄能电站水库处于不发电状态;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件:

上式中:为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量预测值;

按下式确定区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件:

上式中:为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量预测值。

在本发明的最佳实施例中,区域电网对应的聚合结构的正、负旋转备用容量等于区域电网的正、负旋转备用容量;区域电网对应的聚合结构中第i条联络线在目标时段的第t个时刻的输电功率等于与区域电网对应的聚合结构中第i条联络线连接的两个聚合节点等效的子区域电网之间的交换功率;

区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的预测电力负荷、水电机组发电出力、核电机组出力、光伏机组的最大发电量预测值以及风电机组的最大发电量预测值等于第n个子区域电网在目标时段的第t个时刻的各节点的预测负荷加和值、水电机组发电出力加和值、核电机组发电出力加和值、光伏机组的最大发电量加和值以及风电机组的最大发电量加和值;

其它计划数据参数处理过程类似于发电计划/预测数据:预测电力负荷、水电机组发电出力数据、核电机组出力数据、光伏机组的最大发电量预测数据以及风电机组的最大发电量预测数据;

此外,在进行电网优化计算目标函数建立之前,将第n个子区域电网中同类型、开机方式相同、单机容量满足约束条件|p1-p2|≤min(p1,p2)的两个常规机组进行聚合(p1,p1分别为常规机组1,2的单机容量),聚合后的两个常规机组的单机容量之和保持不变(或者微小变动),聚合后仍为两个常规机组,例如,聚合前常规机组1,2的单机容量分别为25,75,聚合后常规机组1,2的单机容量分别为50,50;以此类推,依据第n个子区域电网中常规机组类型、开机方式、单机容量差异将第n个子区域电网中常规机组分为m类,统计每一类常规机组的总台数、最大发电技术出力和最小发电技术出力;故而确定区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点处常规机组的种类数,每类常规机组的总台数、最大发电技术出力和最小发电技术出力。

在本发明的最优实施例中,所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量包括相应聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值和所有风电机组发电总出力最优值;

所述基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量优化区域的新能源消纳目标值,包括:

根据各聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的发电量目标值pzong,pv,t和区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的限电率目标值βpv,t:

根据各聚合节点中所有风电机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的发电量目标pzong,w,t和区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的限电率目标值βw,t:

上式中,ph,pv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量的总预测值,ph,w(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量的总预测值,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

本发明提供了一种区域电网的新能源发电优化调度装置,如图2所示,所述装置包括:

构建模块,用于根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;

计算模块,用于计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;

优化模块,用于基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。

在本发明的最优实施例中,所述构建模块,包括:

分界单元,用于区域电网中第x条联络线在目标时段内任一时刻的计划传输容量超过第x条联络线的最大传输容量,则令第x条联络线为区域电网的分界线;

划分单元,用于基于区域电网的分界线将区域电网划分为n个子区域电网;

等效单元,用于将所述n个子区域电网等效为n个聚合节点;

其中,x∈(1~sl),sl为区域电网的联络线总数。

在本发明的最优实施例中,,所述计算模块,包括:

建立单元,用于以区域电网的新能源发电量最大为目标建立电网优化计算目标函数;

获取单元,用于求解满足约束条件的所述电网优化计算目标函数,获得区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量。

具体的,按下式建立电网优化计算目标函数:

上式中:p为区域电网的新能源发电量,pw(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力,ppv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

其中,所述电网优化计算目标函数的约束条件包括:区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件、区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件、区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件和区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件。

在本发明的最优实施例中,所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量包括相应聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值和所有风电机组发电总出力最优值;

所述基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量优化区域的新能源消纳目标值,包括:

根据各聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的发电量目标值pzong,pv,t和区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的限电率目标值βpv,t:

根据各聚合节点中所有风电机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的发电量目标pzong,w,t和区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的限电率目标值βw,t:

上式中,ph,pv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量的总预测值,ph,w(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量的总预测值,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。


技术特征:

1.一种区域电网的新能源发电优化调度方法,其特征在于,所述方法包括:

根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;

计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;

基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构,包括:

区域电网中第x条联络线在目标时段内任一时刻的计划传输容量超过第x条联络线的最大传输容量,则令第x条联络线为区域电网的分界线;

基于区域电网的分界线将区域电网划分为n个子区域电网;

将所述n个子区域电网等效为n个聚合节点;

其中,x∈(1~sl),sl为区域电网的联络线总数。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量,包括:

以区域电网的新能源发电量最大为目标建立电网优化计算目标函数;

求解满足约束条件的所述电网优化计算目标函数,获得区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,按下式建立电网优化计算目标函数:

上式中:p为区域电网的新能源发电量,pw(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力,ppv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述电网优化计算目标函数的约束条件包括:区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件、区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件、区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件和区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量包括相应聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值和所有风电机组发电总出力最优值;

所述基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量优化区域的新能源消纳目标值,包括:

根据各聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的发电量目标值pzong,pv,t和区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的限电率目标值βpv,t:

根据各聚合节点中所有风电机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的发电量目标pzong,w,t和区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的限电率目标值βw,t:

上式中,ph,pv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量的总预测值,ph,w(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量的总预测值,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

7.一种区域电网的新能源发电优化调度装置,其特征在于,所述装置包括:

构建模块,用于根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构;

计算模块,用于计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量;

优化模块,用于基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。

8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述构建模块,包括:

分界单元,用于区域电网中第x条联络线在目标时段内任一时刻的计划传输容量超过第x条联络线的最大传输容量,则令第x条联络线为区域电网的分界线;

划分单元,用于基于区域电网的分界线将区域电网划分为n个子区域电网;

等效单元,用于将所述n个子区域电网等效为n个聚合节点;

其中,x∈(1~sl),sl为区域电网的联络线总数。

9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述计算模块,包括:

建立单元,用于以区域电网的新能源发电量最大为目标建立电网优化计算目标函数;

获取单元,用于求解满足约束条件的所述电网优化计算目标函数,获得区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量。

10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,按下式建立电网优化计算目标函数:

上式中:p为区域电网的新能源发电量,pw(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力,ppv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述电网优化计算目标函数的约束条件包括:区域电网对应的聚合结构的旋转备用容量约束条件、区域电网对应的聚合结构的负荷平衡约束条件、区域电网对应的聚合结构中联络线传输容量约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组优化出力爬坡率约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组运行台数约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中背压式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中常规机组中抽汽式机组的出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中水电机组运行约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站水库容量限制约束条件、区域电网对应的聚合结构中抽水蓄能电站发电出力约束条件、区域电网对应的聚合结构中光伏机组发电出力约束条件和区域电网对应的聚合结构中风电机组发电出力约束条件。

12.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量包括相应聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值和所有风电机组发电总出力最优值;

所述基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量优化区域的新能源消纳目标值,包括:

根据各聚合节点中所有光伏机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的发电量目标值pzong,pv,t和区域电网的新能源发电约束方案中光伏机组在目标时段的限电率目标值βpv,t:

根据各聚合节点中所有风电机组发电总出力最优值,按下式确定区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的发电量目标pzong,w,t和区域电网的新能源发电约束方案中风电机组在目标时段的限电率目标值βw,t:

上式中,ph,pv(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的光伏机组的最大发电量的总预测值,ph,w(t,n)为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组发电总出力最优值,为区域电网对应的聚合结构中第n个聚合节点在目标时段的第t个时刻的风电机组的最大发电量的总预测值,n∈(1~n),n为区域电网对应的聚合结构中聚合节点的个数,t∈(1~t),t为目标时段的时刻总数。

技术总结
本发明涉及一种区域电网的新能源发电优化调度方法及装置,包括:根据从区域电网的调度中心获取的区域电网各联络线的计划传输容量构建区域电网对应的聚合结构,计算区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量,基于所述区域电网对应的聚合结构中各聚合节点的最优新能源发电量确定区域的新能源消纳目标值,并发送至区域电网的调度中心。本发明发明提供的技术方案通过获取区域电网的运行数据,能够准确计算出区域的新能源消纳目标值,保证区域电网安全稳定的运行。

技术研发人员:王晓蓉;黄越辉;王跃峰;王晶;礼晓飞;许彦平;王帅;刘思扬;李湃;李驰;白婕;刘志斌;段方维
受保护的技术使用者:中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日:2020.02.27
技术公布日:2020.06.09

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