【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电网多时间尺度优化调度领域，尤其是涉及一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法。
技术介绍
1、高比例新能源的接入也给电力系统安全、经济运行带来了新的挑战。新能源的不确定性性和间歇性的特点使得电力系统需要具备更高的灵活性和调节能力。在工业园区风电集群接入的电网中，往往就近就建有大容量的高载能负荷。在各类可调负荷中，高载能负荷是一种柔性可控负荷和电网重要的需求侧资源。高载能负荷不仅可以进行离散调节，还具备连续调节的能力，可以根据电网需求实现负荷的平稳调节；同时还具备调节容量大、速度快、稳定性高的特征，可用其平抑风光等新能源的波动，弥补常规机组在调节大规模风光波动的不足。让高载能参与需求响应可以有效消纳新能源，平抑净负荷的波动，提高系统的经济性。目前，针对电力系统灵活性需求的研究多集中在系统本身的常规机组或可调节资源提供灵活爬坡服务，没能研究其他微电网向上级提供灵活爬坡服务的情况，经济效益较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在工业园区背景下，研究了可调节资源(储能和高载能负荷)共同提供系统灵活爬坡能力的情况，积极引导园区内可调负荷和储能等灵活性资源参与能量调度，以有效提高系统的灵活性和供电可靠性；同时研究各种灵活性资源在不同时间尺度上的调度潜力，进一步降低由新能源波动带来的效益损耗，从而提出一种高载能工业园区提高系统灵活性能力的园区优化调度方法，以园区内运行总成本最小为目标，建立了日前-日内两阶段规划模型，对常规发电机组、储能系统和工业负荷等可调节资源进行优化调度
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，包括以下步骤：
4、以园区内运行总成本最小为目标，在高载能工业园区内建立考虑系统灵活爬坡需求的日前-日内两阶段的优化调度模型，其中，第一阶段为日前阶段的优化调度模型，以运行成本最小化为目标求解日前机组调度计划，第一阶段确定的调度计划中的决策量作为第二阶段实时调度的输入数据；第二阶段为日内阶段的优化调度模型，在日前机组调度计划的基础上，基于净负荷对可调节资源进行重新调度，以再调度和负荷削减成本最小化为目标求解实时调度计划；
5、利用日前-日内两阶段的优化调度模型生成实时调度计划，实现高载能工业园区灵活性资源优化调度。
6、所述方法中，利用灵活爬坡产品frp进行净负荷计算，所述灵活爬坡产品包括上行灵活爬坡服务frus和下行灵活爬坡服务frds；
7、系统所需的上行灵活爬坡服务frus和下行灵活爬坡服务frds的容量需求的计算方法为：
8、
9、式中，ptfru和ptfrd分别表示t时刻向上灵活爬坡和向下灵活爬坡的需求量；ptu和ptd分别表示预测的净负荷在t时期产生的上升需求和下降需求；和分别是t时刻预留的向上安全裕度和向下安全裕度；
10、
11、式中，和分别是t和t-1时刻预测的净负荷值，为两个连续时间段的净负荷变化，系统净负荷的计算公式为：
12、
13、式中，为t时刻系统净负荷预测出力；lt、ptpv、ptwt分别为t时刻系统总负荷预测出力、光伏预测出力、风电预测出力。
14、所述日前阶段的优化调度模型以工业园区内运行总成本最小作为目标函数，所述工业园区内运行总成本包括能量成本、备用成本、调用成本、弃风弃光成本以及向上级电网提供frp的收益，表达式为：
15、f＝min(cener+cl+cf1+crc-cfrp)
16、式中，cener、cl、cf1、crc、cfrp分别表示日前调度中工业园区运行的能量成本、园区内可调节资源的备用成本和调用成本、弃风弃光惩罚成本以及园区向上级电网提供frp的收益，其中，
17、
18、式中，能量成本包括常规火电机组的运行成本、启停成本、储能设备的维护成本、高载能负荷的投切成本和风光消纳效益；nt为调度周期，ng为常规火电机组数目，为机组i在t时刻下的出力，ai、bi、ci为火电机组i的运行成本系数；si为第i台火电机组的启停成本系数，ui,t为第i台火电机组在t时刻的运行状态；e为储能设备单位功率运行的维护成本系数，ptch,bs、ptdis,bs为储能设备的充放电功率；nh为高载能负荷组数，为高载能负荷k的单位调节成本；为高载能负荷k在t时刻下的投切状态，表示高载能负荷k在t时中断运行，表示高载能负荷k在t时投入运行；为高载能负荷k的投切功率；μr为风光新能源的上网价格，pth,total为t时刻高载能负荷的总计投切容量，t为调度周期；
19、
20、式中，χ为灵活性资源火电机组、储能、高载能负荷的集合；cl为可调节资源的旋转备用成本；为资源χ在t时刻的备用分配；
21、
22、式中，cp为可调节资源的调用成本；为资源χ在t时刻的向上灵活爬坡能力和向下灵活爬坡能力；
23、
24、式中，cpv为单位弃光惩罚系数，cwt为单位弃风惩罚系数；ptpv,rc、ptwt,rc为t时刻光伏、风电出力的削减量；
25、
26、
27、式中，cfrp为向上级电网提供frp的价格；ptfru和ptfrd分别为t时刻向上级电网提供的向上灵活爬坡和向下灵活爬坡的需求量；为t时刻火电机组i的爬坡量，fe,t为t时刻储能系统的爬坡量，为t时刻高载能负荷的爬坡量，上标up表示向上灵活爬坡，dn表示向下灵活爬坡。
28、所述日内阶段的优化调度模型以园区内负荷削减惩罚成本和frp再调用成本之和最小为目标函数，表达式为：
29、f＝min(clc+cf2)
30、式中，clc、cf2分别表示日内调度中的负荷削减惩罚成本和frp再调用成本；
31、clc＝∑ccutptcut
32、式中，ptcut为日内调度中t时刻的负荷削减量，ccut为负荷削减惩罚成本系数；
33、
34、式中，cf2为日内调度中可调节资源的调用成本，和表示在日内调度中可调节资源χ的向上和向下灵活爬坡需求。
35、所述日内阶段的优化调度模型中只考虑净负荷不确定性对系统灵活爬坡需求的影响，将日内调度中可调节资源χ的灵活爬坡需求和近似为：
36、
37、式中，分别为实时阶段系统上/下爬坡需求量，为实时阶段t时刻净负荷功率。
38、所述日前阶段的优化调度模型的约束条件包括火电机组约束、储能设备的约束、高载能负荷调度约束、系统的旋转备用约束、日前功率平衡约束。
39、所述日内调度模型约束条件包括储能设备的约束、高载能负荷调度约束、系统的旋转备用约束、日内功率平衡约束。
40、所述储能设备的约束方程表示为：
41、
42、
43、式中，ee,t为储能设备t时刻下的荷电状态；pch本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述方法中，利用灵活爬坡产品FRP进行净负荷计算，所述灵活爬坡产品包括上行灵活爬坡服务FRUs和下行灵活爬坡服务FRDs；
3.根据权利要求2所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日前阶段的优化调度模型以工业园区内运行总成本最小作为目标函数，所述工业园区内运行总成本包括能量成本、备用成本、调用成本、弃风弃光成本以及向上级电网提供FRP的收益，表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日内阶段的优化调度模型以园区内负荷削减惩罚成本和FRP再调用成本之和最小为目标函数，表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日内阶段的优化调度模型中只考虑净负荷不确定性对系统灵活爬坡需求的影响，将日内调度中可调节资源χ的灵活爬坡需求和近似为：
6.根据权利要求1所
7.根据权利要求1所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日内调度模型约束条件包括储能设备的约束、高载能负荷调度约束、系统的旋转备用约束、日内功率平衡约束。
8.根据权利要求6或7所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述储能设备的约束方程表示为：
9.根据权利要求6所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述火电机组约束方程表示为：
10.根据权利要求7所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日内功率平衡约束方程表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述方法中，利用灵活爬坡产品frp进行净负荷计算，所述灵活爬坡产品包括上行灵活爬坡服务frus和下行灵活爬坡服务frds；
3.根据权利要求2所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日前阶段的优化调度模型以工业园区内运行总成本最小作为目标函数，所述工业园区内运行总成本包括能量成本、备用成本、调用成本、弃风弃光成本以及向上级电网提供frp的收益，表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日内阶段的优化调度模型以园区内负荷削减惩罚成本和frp再调用成本之和最小为目标函数，表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种高载能工业园区灵活性资源优化调度方法，其特征在于，所述日内阶段的优化调度模型中只考虑净...
【专利技术属性】
技术研发人员：林顺富，王悦祺，周波，李东东，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：
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