一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法技术方案

一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法，该方法先建立需求响应模型，再基于日前一段时间的新能源出力和负荷功率预测值、参与调度的火电机组和新能源机组的各项参数、弃风补偿系数以及需求响应模型构建以火电机组运行成本、新能源弃电补偿成本、激励型需求响应补偿成本之和最小为目标函数的优化调度模型，随后采用混合整数线性规划算法对优化调度模型进行求解，得到灵活性资源出力结果。本设计通过充分调用供、需侧的灵活性资源，在保证经济性的同时有效增加了系统的灵活性，有利于高比例新能源的消纳、改善负荷特性，减轻系统调峰压力。轻系统调峰压力。轻系统调峰压力。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法


[0001]本专利技术属于电力系统优化调度领域，具体涉及一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法。

技术介绍

[0002]大力发展可再生能源是破解化石能源危机、维护可持续发展的重要举措。以风电、光伏为主的可再生能源，具有波动性和间歇性，不确定程度高，其高比例接入势必会带来电网灵活性的供需平衡问题，而灵活性问题也将成为制约可再生能源大力发展的瓶颈。目前针对风电、光伏等新能源高比例接入带来的电网灵活性问题，国内外诸多学者都进行了大量研究。随着新能源发电的迅猛发展，一味地通过供给侧常规机组的协调优化来适应新能源全额并网已经产生了局限，且经济性欠佳。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够在保证经济性的同时有效整合供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法。
[0004]为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法，依次包括以下步骤：
[0006]步骤A、建立需求响应模型；
[0007]步骤B、基于日前一段时间的新能源出力和负荷功率预测值、参与调度的火电机组和新能源机组的各项参数、弃风补偿系数以及需求响应模型构建考虑供需双侧灵活性资源的优化调度模型，该模型以火电机组运行成本、新能源弃电补偿成本、激励型需求响应补偿成本之和最小为目标函数；
[0008]步骤C、采用混合整数线性规划算法对步骤B构建的优化调度模型进行求解，得到灵活性资源出力结果。
[0009]步骤B中，所述优化调度模型的目标函数z为：
[0010][0011][0012][0013]上式中，C
g,i,t
为火电机组i在时段t的运行成本，为火电机组i在时段t的启动成本、关停成本，c
w
为弃风补偿系数，ΔP
w,t
为时段t的风电弃电量，c
IL
为可中断负荷补偿系数，ΔP
IL,t
为时段t的可中断负荷切负荷量，T为总时段数，N为火电机组数量，P
g,i,t
为
火电机组i在时段t的出力，a
i
、b
i
、c分别为火电机组运行成本函数的二次项、一次项和常数项系数，H
i
、J
i
分别为火电机组i单次启动、关停成本，u
i,t
为表征火电机组i在时段t启停状态的0
‑
1变量。
[0014]步骤B中，所述优化调度模型的约束条件包括：
[0015]火电机组出力约束：
[0016][0017]上式中，分别为火电机组i的出力下限、上限；
[0018]火电机组爬坡约束：
[0019][0020]上式中，分别为火电机组i的最大向上爬坡率、最大向下爬坡率，Δt为时段t与时段t
‑
1的时间间隔；
[0021]热备用约束：
[0022][0023]上式中，为火电机组i的最大出力，ρ为火电机组的热备用系数，P
L,t
为时段t的用户负荷功率值；
[0024]机组启停时间约束：
[0025][0026]上式中，TS、TO分别为最小关停时间、最小开机时间；
[0027]风电机组消纳量约束：
[0028]0≤P
wb,t
≤P
w,t
[0029]上式中，P
wb,t
为风电在时段t被消纳的功率值，P
w,t
为日前风电机组在时段t的出力预测值；
[0030]可中断负荷比例约束：
[0031]0≤P
IL,t
≤P
L,t
R
IL
[0032]上式中，R
IL
为可中断负荷比例；
[0033]功率平衡约束：
[0034][0035]电价约束：
[0036]pr
tmin
≤Δpr
t
+pr
0,t
≤pr
tmax
[0037]上式中，Δpr
t
为时段t的电价变化量，pr
0,t
为时段t的初始电价，pr
tmin
、pr
tmax
分别为电价下限、上限；
[0038]用户电价满意度约束：
[0039][0040]上式中，n
sat
为用户对电价的满意度系数；
[0041]价格型需求响应实施后负荷用电总量不变约束：
[0042][0043]上式中，ΔP
L,t
为价格型需求响应实施前、后的负荷变化量。
[0044]步骤A中，所述需求响应模型包括价格型需求响应模型、激励型需求响应模型，所述价格型需求响应模型为：
[0045][0046]P
DR1,t
＝P
L,t
‑
ΔP
L,t
[0047][0048][0049][0050]上式中，P为各时段的负荷功率，ΔP为各时段的负荷功率变化量，pr为各时段的电价，Δpr为电价变化量，E为弹性矩阵，P
L,t
为时段t价格型需求响应实施前的用户负荷功率值，ΔP
L,t
为时段t价格型需求响应实施前、后的用户负荷功率变化量，P
DR1,t
为时段t价格型需求响应实施后的用户负荷功率值，ε
ii
为自弹性系数，ε
ij
为互弹性系数；
[0051]所述激励型需求响应模型为：
[0052]P
DR2,t
＝P
L,t
‑
u
t
P
IL,t
[0053]上式中，P
DR2,t
为时段t激励型需求响应实施后的用户负荷功率值，P
L,t
为时段t激励型需求响应实施前的用户负荷功率值，P
IL,t
为时段t激励型需求响应可中断负荷量。
[0054]所述灵活性资源出力结果包括火电机组出力、风电消纳量、价格型需求响应、激励
型需求响应量。
[0055]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0056]本专利技术一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法先建立需求响应模型，再基于日前一段时间的新能源出力和负荷功率预测值、参与调度的火电机组和新能源机组的各项参数、弃风补偿系数以及需求响应模型构建以火电机组运行成本、新能源弃电补偿成本、激励型需求响应补偿成本之和最小为目标函数的优化调度模型，随后采用混合整数线性规划算法对优化调度模型进行求解，得到灵活性资源出力结果，该方法除了将常规火电机组备用和调峰作为灵活性资源，还充分调用了供给侧新能源和需求侧资源的灵活性，为高比例新能源的消纳提供有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法，其特征在于：所述调度方法依次包括以下步骤：步骤A、建立需求响应模型；步骤B、基于日前一段时间的新能源出力和负荷功率预测值、参与调度的火电机组和新能源机组的各项参数、弃风补偿系数以及需求响应模型构建考虑供需双侧灵活性资源的优化调度模型，该模型以火电机组运行成本、新能源弃电补偿成本、激励型需求响应补偿成本之和最小为目标函数；步骤C、采用混合整数线性规划算法对步骤B构建的优化调度模型进行求解，得到灵活性资源出力结果。2.根据权利要求1所述的一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法，其特征在于：步骤B中，所述优化调度模型的目标函数z为：步骤B中，所述优化调度模型的目标函数z为：步骤B中，所述优化调度模型的目标函数z为：上式中，C
g,i,t
为火电机组i在时段t的运行成本，为火电机组i在时段t的启动成本、关停成本，c
w
为弃风补偿系数，ΔP
w,t
为时段t的风电弃电量，c
IL
为可中断负荷补偿系数，ΔP
IL,t
为时段t的可中断负荷切负荷量，T为总时段数，N为火电机组数量，P
g,i,t
为火电机组i在时段t的出力，a
i
、b
i
、c分别为火电机组运行成本函数的二次项、一次项和常数项系数，H
i
、J
i
分别为火电机组i单次启动、关停成本，u
i,t
为表征火电机组i在时段t启停状态的0
‑
1变量。3.根据权利要求2所述的一种考虑供需双侧灵活性资源的电力系统优化调度方法，其特征在于：步骤B中，所述优化调度模型的约束条件包括：火电机组出力约束：上式中，分别为火电机组i的出力下限、上限；火电机组爬坡约束：上式中，分别为火电机组i的最大向上爬坡率、最大向下爬坡率，Δt为时段t与时段t
‑
1的时间间隔；
热备用约束：上式中，为火电机组i的最大出力，ρ为火电机组的热备用系数，P
L,t
为时段t的用户负荷功率值；机组启停时间约束：上式中，TS、TO分别为最小关停时间、最小开机时间；风电机组消纳量约束：0≤P
wb,t
≤P
w,t
上式中，P
wb,t
为风电在时段t被消纳的功率值，P
w,t
为日前风电机组在时段t的出力预测值；可中断负荷比例约...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌煦，刘兵，余晓伟，赵雄光，田圆，刘颖杰，陈红坤，高鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：