一種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法。首先獲取節(jié)能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)制定的中調(diào)火電機(jī)組和水電機(jī)組的日前發(fā)電計(jì)劃、機(jī)組參數(shù)；獲取負(fù)荷、風(fēng)電和小水電、光伏、燃?xì)獍l(fā)電等的短期預(yù)測值，將各種可再生能源發(fā)電功率按各自裝機(jī)容量的一定比例設(shè)置若干出力場景；建立魯棒優(yōu)化日前調(diào)度約束條件；以一天96時(shí)段中調(diào)火電機(jī)組的燃料費(fèi)用及各種可再生能源發(fā)電費(fèi)用的總和最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立魯棒優(yōu)化日前調(diào)度模型；采用一種人工智能優(yōu)化算法求解魯棒優(yōu)化日前調(diào)度模型，尋優(yōu)得到全局最優(yōu)解，修正節(jié)能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)中調(diào)火電機(jī)組的日前發(fā)電計(jì)劃。本發(fā)明簡化了各種可再生能源發(fā)電功率的場景處理方法，有效避免無效備用容量和冗余備用容量。
【專利說明】-種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)及自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種適用于多種能源接入的魯棒 優(yōu)化日前調(diào)度方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力、光伏、小水電群、燃?xì)獾瓤稍偕茉窗l(fā)電具有清潔環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際電網(wǎng) 中的滲透率越來越高。然而，風(fēng)/光/水/氣等可再生能源發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性，其發(fā) 電功率的預(yù)測存在較大誤差，增加了并網(wǎng)后調(diào)度計(jì)劃制定的不確定性。
[0003] 傳統(tǒng)的日前調(diào)度根據(jù)預(yù)測負(fù)荷、機(jī)組發(fā)電及檢修計(jì)劃、聯(lián)絡(luò)線交換功率計(jì)劃、機(jī)組 耗量特性等編制次日的發(fā)電計(jì)劃，是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的核心內(nèi)容之一?？紤]風(fēng)/光/水/ 氣等可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)后，傳統(tǒng)的日前調(diào)度方法忽略了這些可再生能源出力不確 定性的影響，原有的確定性日前調(diào)度方法將不再適用，尋找新的日前調(diào)度方法顯得尤為重 要，關(guān)系到電力系統(tǒng)能否經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要是解決風(fēng)/光/水/氣等可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)后，其出力的隨 機(jī)性、間歇性給電網(wǎng)日前調(diào)度計(jì)劃制定帶來的不確定性問題。針對(duì)含風(fēng)/光/水/氣等可 再生能源發(fā)電的電力系統(tǒng)，提出一種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法。在節(jié) 能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)制定的日前中調(diào)火電機(jī)組啟停機(jī)計(jì)劃和出力計(jì)劃的基礎(chǔ)上，不改變機(jī)組的 啟停安排，對(duì)中調(diào)火電機(jī)組的出力進(jìn)行適當(dāng)修正，以滿足風(fēng)/光/水/氣等可再生能源發(fā)電 的接入需求。
[0005] 考慮到可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和間歇性，根據(jù)可再生能源發(fā)電功率的短期預(yù)測 值進(jìn)行場景的處理，優(yōu)化了魯棒運(yùn)行軌跡的機(jī)組出力以適應(yīng)所有的出力場景，并通過協(xié)調(diào) 優(yōu)化中調(diào)火電機(jī)組的出力與備用，有效避免無效備用容量和冗余備用容量。
[0006] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：
[0007] -種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法，其特征在于，基于一個(gè)適用 于風(fēng)/光/水/氣等多種能源接入的基于節(jié)能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度的目標(biāo)函 數(shù)以及魯棒優(yōu)化調(diào)度約束條件，該目標(biāo)函數(shù)是以一天96時(shí)段火電機(jī)組的燃料費(fèi)用及各種 可再生能源的發(fā)電費(fèi)用總和最小為目標(biāo)，公式如下：
[0008] 即：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法，其特征在于，基于一個(gè)適用于 風(fēng)/光/水/氣等多種能源接入的基于節(jié)能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度的目標(biāo)函數(shù) 以及魯棒優(yōu)化調(diào)度約束條件，該目標(biāo)函數(shù)是以一天96時(shí)段火電機(jī)組的燃料費(fèi)用及各種可 再生能源的發(fā)電費(fèi)用總和最小為目標(biāo)，公式如下： 即：
其中：s為特定的某個(gè)場景；X」對(duì)應(yīng)可再生能源發(fā)電功率在96個(gè)時(shí)段下所處場景的列 向量；t為時(shí)段序號(hào)，t = 1，2, Κ，T ; a it為機(jī)組i第t時(shí)段的運(yùn)行狀態(tài)，取值0或1，0代表 停機(jī)，1代表開機(jī)；pit為火電機(jī)組i第t時(shí)段魯棒軌跡上的計(jì)劃出力；q it(s)為場景s下火 電機(jī)組i第t時(shí)段的調(diào)整出力；Ne為火電機(jī)組臺(tái)數(shù)；CA為光伏、燃?xì)獾绕渌履茉磫挝还β?輸出的成本；Ρλ為光伏、燃?xì)獾绕渌履茉摧敵隹偣β剩? 其中： fAPit) = aiPl +biPit +c; 式二 %、bi、Ci分別為機(jī)組i的能耗二次項(xiàng)、一次項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)系數(shù)； 所述魯棒優(yōu)化調(diào)度約束條件是基于量化風(fēng)/光/水氣等多種能/源接入對(duì)系統(tǒng)備用的 需求所建立，分為等式約束條件和不等式約束條件；分別是： 等式約束條件一：考慮新能源預(yù)測誤差下有功功率平衡，公式如下：
式中：g為節(jié)能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)給出的第t時(shí)段中調(diào)火電機(jī)組的計(jì)劃出力；pit為機(jī)組i 第t時(shí)段有功出力；qit(s'）為場景s'下中調(diào)火電機(jī)組i第t時(shí)段的調(diào)整出力，qit(s〃）為 場景s"下中調(diào)火電機(jī)組i第t時(shí)段的調(diào)整出力；s'、s"為當(dāng)前場景s所處的上下邊界場景 (s〃 < s < s'）； ΛΡ' it為場景s'下第t時(shí)段的可再生能源發(fā)電功率預(yù)測誤差，為場 景s〃下第t時(shí)段的可再生能源發(fā)電功率預(yù)測誤差；Δ方為第t時(shí)段的可再生能源發(fā)電功率 預(yù)測誤差平均值； 不等式約束條件一：中調(diào)火電機(jī)組各時(shí)段調(diào)整出力約束，公式如下：
式中：Λ Piup、Λ pMn分別為機(jī)組i出力上調(diào)、下調(diào)的最大速率；At為中調(diào)火電機(jī)組旋 轉(zhuǎn)備用響應(yīng)時(shí)間，設(shè)置為5min ; 不等式約束條件二：中調(diào)火電機(jī)組出力上下限約束，公式如下：
式中：Pimax、Pimin分別為機(jī)組i技術(shù)出力上、下限； 不等式約束條件三：魯棒軌跡上，機(jī)組出力范圍約束，公式如下： maX( Α""η，〇·9Κ Κ-- S min( A腦c，1. )? 式六 該約束考慮到修正日前計(jì)劃與原有日前計(jì)劃偏離程度不應(yīng)過大； 該適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法包括以下步驟： 步驟1，獲取節(jié)能發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)制定的中調(diào)火電機(jī)組和水電機(jī)組的日前發(fā)電計(jì)劃、機(jī)組 參數(shù)；按照節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的原則，優(yōu)先調(diào)度水電機(jī)組，不改變水電機(jī)組的日前發(fā)電計(jì)劃； 步驟2,獲取風(fēng)電和小水電、光伏、燃?xì)獍l(fā)電等的短期預(yù)測值，將各種可再生能源發(fā)電功 率按各自裝機(jī)容量的設(shè)定比例設(shè)置若干出力場景； 步驟3,采用粒子群優(yōu)化算法求解魯棒優(yōu)化調(diào)度模型，尋優(yōu)得到全局最優(yōu)解，即得到各 機(jī)組魯棒軌跡下的計(jì)劃出力Pit和調(diào)整出力qit (s'）、qit (s");在尋優(yōu)過程中，機(jī)組的初始出 力在式六確定的區(qū)間內(nèi)隨機(jī)設(shè)置，迭代收斂條件是全局最優(yōu)粒子適應(yīng)值的改變量連續(xù)K次 在收斂精度范圍內(nèi)，迭代收斂精度設(shè)置為0.001，其中，K取大于等于20的正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多種能源接入的魯棒優(yōu)化日前調(diào)度方法，其特征 在于，所述的步驟2中，獲取風(fēng)電和小水電、光伏、燃?xì)獍l(fā)電等的短期預(yù)測值，將各種可再生 能源發(fā)電功率按各自裝機(jī)容量的一定比例設(shè)置若干出力場景； 根據(jù)96時(shí)段的可再生能源發(fā)電功率短期預(yù)測值，分別對(duì)每個(gè)時(shí)段判斷各種可再生能 源發(fā)電功率所處的區(qū)間，進(jìn)而確定各個(gè)時(shí)段下各種可再生能源發(fā)電功率所處的場景；最后， 可形成一個(gè)反映各種可再生能源發(fā)電功率在不同時(shí)段下對(duì)應(yīng)不同場景的矩陣： [Χ1；Χ2, -.Xj-.XJ 式七 其中，Xi對(duì)應(yīng)風(fēng)電在96個(gè)時(shí)段下所處場景的列向量，X」表示其他可再生能源如小水電、 光伏、燃?xì)狻?br> 【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104299173SQ201410616739
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】鄧長虹, 吳之奎, 徐秋實(shí), 夏沛, 趙維興, 黃文偉, 汪明清, 康鵬, 林成, 唐建興, 王向東 申請人:武漢大學(xué), 貴州電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心