一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法通过优先消纳风光有功功率出力值，去达到最大化利用潜在的风能与光能的目的，通过水电有功功率出力值去补偿风光有功功率出力值，保障总的有功功率出力值满足设定的有功功率输出需求值，同时设定多种约束去对风光有功功率出力值进行约束，并有效降低机组的振动磨损，使机组出力维持在振动区以外稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法
本专利技术涉及新能源发电领域，具体涉及一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法。
技术介绍
当前我国能源结构中，大幅增加了风电、太阳能等新能源的占比，但由于其能源间歇性和波动性的特点，目前弃风弃光现象较为严重，需要建立补偿电站。目前现有的多种能源短期及实时出力控制主要靠调度通知，有两种调节方法。一种是风电场和光伏电场不限出力运行，由水电厂(包括抽水蓄能电站)、火电厂或其他常规电厂参与能源集控平台的AGC(AutomaticGenerationControl自动发电控制)并进行实时补偿调节，使得总出力曲线符合日计划曲线。这种模式的缺点是对常规电站调节能力要求较高，且在天气变化剧烈的情况下，常规电站电厂调节频繁，调节负荷变化幅度较大，影响机组的使用寿命，增加了电厂的维护成本。另一种是风电场和光伏电厂AGC限制出力运行，常规电站按照计划曲线常规运行。这种方法的缺点是互补的实时性调节不足，不能充分利用风能与光能。目前AGC的策略在短期及实时发电调度中未能充分利用多种能源出力之间的互补效应。为了充分利用新能源并对其进行集约化管理，各大发电企业建立或正在建立相关的集控平台。需要在该平台上建立一套AGC系统及并完善AGC出力分配策略，使其能够满足多种能源电站自动调节负荷的方法。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法解决了现有技术中对新能源互补效应利用不足，并在保障电网安全稳定运行的前提下提高了电网对新能源的消纳能力。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，包括以下步骤：S1、通过能源集控平台的风光出力预测模块测量当前风能和光能，得到风电有功功率预测值和光伏电有功功率预测值；S2、根据风电有功功率预测值和光伏电有功功率预测值，通过机器学习训练得到使优先消纳风光出力目标函数最大的风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值；S3、根据智能功率分配法，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，实现对风电、光伏电和水电的有功分配。进一步地，步骤S2中优先消纳风光出力目标函数为：其中，T为总时段，t为当前时段，f1为优先消纳风光出力目标函数，Pw,t为风电有功功率出力值，Ps,t为光伏电有功功率出力值，ΔPh,t为水电有功功率出力补偿值，P′w,t为风电有功功率预测值，P′s,t为光伏电有功功率预测值。进一步地，步骤S3包括以下分步骤：S31、判断有功功率输出需求值是否大于风电有功功率预测值与光伏电有功功率预测值之和，若是，则跳转至步骤S32，若否，则跳转至步骤S33；S32、根据智能功率限定条件，通过机器学习方法进行训练，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，使目标函数f2得到最小最优解，实现对风电、光伏电和水电的有功分配；S33、根据智能功率限定条件，通过机器学习方法进行训练，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，使目标函数f3得到最小最优解，实现对风电、光伏电和水电的有功分配。进一步地，所述目标函数f2为：minf2＝C1·ΔPh,t+C2·W(T)+C3·N(T)(2)其中，C1为水电有功功率加权系数，C2为水电耗水量加权系数，C3为水电机组振动磨损加权系数，W(T)为水电耗水量，N(T)为水电机组发电全场时间内穿越振动区次数。进一步地，所述目标函数f3为：minf3＝C4·(PAGC-P′AGC)+C5(3)其中，PAGC为有功功率输出需求值，P′AGC为实际发出有功功率总值，C4为功率偏差的惩罚系数，C5为风电机组与光伏电机组折旧成本总量。进一步地，所述水电耗水量W(T)为：其中，T为总时段，t为当前时段，n为水电机组的个数，WF(Pi,H,t)为t时段第i台水电机组在H水头下的有功功率出力值对应的耗水量，WC(i,t)为t时段第i台水电机组的开停机耗水量，WN(Pi,H,t)为t时段第i台水电机组在H水头下的补偿风电和光伏电的耗水量，Q(Pi,H,t)为t时段第i台水电机组在H水头下的流量。进一步地，所述水电机组发电全场时间内穿越振动区次数N(T)为：其中，T为总时段，t为当前时段，n为水电机组的个数，PiDown1为第i台水电机组第一个振动区的下限，PiUp1为第i台水电机组第一个振动区的上限，PiDown2为第i台水电机组第二个振动区的下限，PiUp2为第i台水电机组第二个振动区的上限，Pi,1为第i台水电机组第一个振动区的有功功率出力值，Pi,2为第i台水电机组第二个振动区的有功功率出力值，Pi(t)为t时段不属于振动区的有功功率出力值。进一步地，所述步骤S32和步骤S33中的智能功率限定条件包括以下等式和不等式：功率平衡约束机组出力约束水电振动区约束调节死区约束|ΔP|>0.01Pspecified爬坡率限制水电机组开机条件PAGC-(P′w,t+P′s,t)+Pb>∑PT水电机组开机台数Nh,Open＝(PAGC-P′w,t-P′s,t+Pb-∑PT)/Pm+1水电机组停机条件∑PT-(PAGC-P′w,t-P′s,t+Pb)>Pm水电机组停机台数Nh,Close＝[∑PT-(PAGC-P′w,t-P′s,t+Pb)]/Pm水电机组退出能源集控平台的条件PAGC<θ1*(P′w,t+P′s,t)风电机组的停机条件PAGC＜＜θ2*P′w,t-Pwj风电机组的开机条件其中，PAGC为有功功率输出需求值，Pw,t为风电有功功率出力值，Ps,t为光伏电有功功率出力值，ΔPh,t为水电有功功率出力补偿值，为水电有功功率出力值下限，为水电有功功率出力值上限，为风电有功功率出力值下限，为风电有功功率出力值上限，为光伏电有功功率出力值下限，为光伏电有功功率出力值上限，Pwi为第i台水电机组正常运行时的有功功率出力值，PiDown1为第i台水电机组第一个振动区的下限，PiUp1为第i台水电机组第一个振动区的上限，PiDown2为第i台水电机组第二个振动区的下限，PiUp2为第i台水电机组第二个振动区的上限，ΔP为水电、风电或光伏电有功下发增量，Pspecified为水电、风电或光伏电机组额定功率值，Rit为t时段第i台水电机组的爬坡率，Ridown为第i台水电机组下降爬坡速率限值，Riup为第i台水电机组上升爬坡速率限值，Rjt为t时段第j台风电机组的爬坡率，Rjdown为第j台风电机组下降爬坡速率限值，Rjup为第j台风电机组上升爬坡速率限值，Rkt为t时段第k台光伏电机组的爬坡率，Rkdown为第k台光伏电机组下降爬坡速率限值，Rkup为第k台光伏电机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、通过能源集控平台的风光出力预测模块测量当前风能和光能，得到风电有功功率预测值和光伏电有功功率预测值；/nS2、根据风电有功功率预测值和光伏电有功功率预测值，通过机器学习训练得到使优先消纳风光出力目标函数最大的风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值；/nS3、根据智能功率分配法，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，实现对风电、光伏电和水电的有功分配。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过能源集控平台的风光出力预测模块测量当前风能和光能，得到风电有功功率预测值和光伏电有功功率预测值；
S2、根据风电有功功率预测值和光伏电有功功率预测值，通过机器学习训练得到使优先消纳风光出力目标函数最大的风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值；
S3、根据智能功率分配法，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，实现对风电、光伏电和水电的有功分配。


2.根据权利要求1所述的基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，所述步骤S2中优先消纳风光出力目标函数为：



其中，T为总时段，t为当前时段，f1为优先消纳风光出力目标函数，Pw，t为风电有功功率出力值，Ps，t为光伏电有功功率出力值，ΔPh，t为水电有功功率出力补偿值，P′w，t为风电有功功率预测值，P′s，t为光伏电有功功率预测值。


3.根据权利要求2所述的基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下分步骤：
S31、判断有功功率输出需求值是否大于风电有功功率预测值与光伏电有功功率预测值之和，若是，则跳转至步骤S32，若否，则跳转至步骤S33；
S32、根据智能功率限定条件，通过机器学习方法进行训练，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，使目标函数f2得到最小最优解，实现对风电、光伏电和水电的有功分配；
S33、根据智能功率限定条件，通过机器学习方法进行训练，修正风电有功功率出力值、光伏电有功功率出力值和水电有功功率出力补偿值，使目标函数f3得到最小最优解，实现对风电、光伏电和水电的有功分配。


4.根据权利要求3所述的基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，所述目标函数f2为：
minf2＝C1·ΔPh，t+C2·W(T)+C3·N(T)(2)
其中，C1为水电有功功率加权系数，C2为水电耗水量加权系数，C3为水电机组振动磨损加权系数，W(T)为水电耗水量，N(T)为水电机组发电全场时间内穿越振动区次数。


5.根据权利要求3所述的基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，所述目标函数f3为：
minf3＝C4·(PAGC-P′AGC)+C5(3)
其中，PAGC为有功功率输出需求值，P′AGC为实际发出有功功率总值，C4为功率偏差的惩罚系数，C5为风电机组与光伏电机组折旧成本总量。


6.根据权利要求4所述的基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，所述水电耗水量W(T)为：



其中，T为总时段，t为当前时段，n为水电机组的个数，WF(Pi，H，t)为t时段第i台水电机组在H水头下的有功功率出力值对应的耗水量，WC(i，t)为t时段第i台水电机组的开停机耗水量，WN(Pi，H，t)为t时段第i台水电机组在H水头下的补偿风电和光伏电的耗水量，Q(Pi，H，t)为t时段第i台水电机组在H水头下的流量。


7.根据权利要求4所述的基于风光水的能源集控平台的有功分配方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亦凡，龚传利，张煦，文正国，何飞跃，迟海龙，张卫君，张显兵，何婷，冯宾春，冯迅，韩长霖，任延明，刘晓彤，邓小刚，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11