【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力平衡领域，具体涉及一种电力平衡优化模型的构建、平衡优化方法及系统。
技术介绍
1、近年来，电力供需平衡面临环境日趋复杂，不确定性日益增加，对电力系统运行经济性、安全性、清洁性的要求也在增加。从需求侧看，受经济、气温等因素拉动，电力需求保持较快增长，负荷特性持续演变，对系统调节能力要求日益提高；从供应侧看，风电、光伏等新能源装机占比不断提升，煤电等常规电源增长空间受限，电力供应能力波动性、随机性上升。
2、电力供需平衡面临的风险主要来自不确定因素。传统研究中不确定因素刻画主要基于概率化建模思路，也即选取影响电力供需平衡的主要不确定因素(如风电、光伏出力等)，通过历史数据统计分析等方法，明确不确定因素取值区间及各取值概率，进而构建概率化分析模型。
3、现有概率化分析思路中，更多侧重于不确定因素期望值的分析，侧重于大概率、常态化场景分析，而对小概率、极端场景考虑不足。近年来，从外部环境角度讲，全球变暖背景下极端气候事件出现频率增加；从内部结构角度讲，随着新能源装机比重持续提高，电力供应能力对气候气温敏感性持续提升。因此，传统意义上的“小概率”事件对我国电力供需平衡的影响持续加深，“极热无风”、“极寒无光”等极端场景尽管出现概率小但对电力供需影响严重，必须引起充分重视，电力供需平衡分析思路亟待由传统的“大概率、常态化”思维向“底线思维”转变。
技术实现思路
1、为了解决现有概率化分析思路中，更多侧重于不确定因素期望值的分析，侧重于大概率、常态化场景
2、以供电系统的总运行备用成本最小为主问题优化目标，以机组运行状态、系统运行备用为约束构建主问题模型；
3、以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总出力成本最小为子问题1优化目标，并以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总弃风弃光成本最小为子问题2优化目标，由子问题1优化目标、子问题2优化目标和约束条件构建子问题模型；
4、由风电场和光伏电站的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量分别与01变量确定风电潜在出力所属的不确定性集合和光伏潜在出力所属的不确定性集合；
5、由所述主问题模型、子问题模型、风电潜在出力所属的不确定性集合和光伏潜在出力所属的不确定性集合构建电力平衡优化模型。
6、可选的，所述以供电系统的总运行备用成本最小为主问题优化目标，以机组运行状态、系统运行备用为约束构建主问题模型，包括：
7、以供电系统的总运行备用成本最小为主问题优化目标；
8、以机组运行状态连续性约束、系统运行正备用约束、系统运行负备用约束为约束；
9、由所述主问题优化目标和所述机组运行状态连续性约束、系统运行正备用约束、系统运行负备用约束构建主问题模型。
10、可选的，所述主问题优化目标如下式所示：
11、
12、式中，zf为系统总运行备用成本，nt为系统中火电机组个数；i为机组下标；t为时刻个数；t为时刻下标；ctbit为第t时刻第i台火电机组运行备用成本，xit表示第t时刻第i台火电机组运行状态。
13、可选的，所述以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总出力成本最小为子问题1优化目标，并以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总弃风弃光成本最小为子问题2优化目标，由子问题1优化目标、子问题2优化目标和约束条件构建子问题模型，包括：
14、以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总出力成本最小为子问题1优化目标；
15、以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总弃风弃光成本最小为子问题2优化目标；
16、分别为所述子问题1优化目标和所述子问题2优化目标设置约束条件；
17、将所述子问题1优化目标和子问题2优化目标在一个运行周期内的和作为子问题优化目标；
18、由所述子问题优化目标和约束条件构建子问题模型；
19、其中，所述约束条件包括：功率平衡约束、需求响应功率约束、水电机组出力、火电机组出力约束、核电机组出力约束、储能电站出力约束、系统调峰裕量约束、风电场实际出力约束、光伏电站实际出力约束、弃风约束、弃光约束、风电潜在出力不确定性约束和光伏潜在出力不确定性约束。
20、可选的，所述子问题1优化目标如下式所示：
21、
22、式中，为系统总出力成本，分别为系统中第i台水电机组、第i台火电机组、第i台核电机组、第i个风电场、第i个光伏电站、第i个储能电站出力成本系数和第i个负荷需求响应成本系数；分别表示第t时刻第i台水电机组出力、第t时刻第i台火电机组出力、第t时刻第i台核电机组出力、第t时刻第i个风电场出力、第t时刻第i个风电场弃风功率、第t时刻第i个光伏电站出力、第t时刻第i个光伏电站弃光功率、第t时刻第i个储能电站出力、第t时刻第i个负荷需求响应功率、第t时刻第i个风电场潜在出力、第t时刻第i个光伏电站潜在出力，nh为系统中水电机组个数，nt为系统中火电机组个数，i为机组下标，nn为系统中核电机组个数，nw为系统中风电场个数；ns为系统中光伏电站个数,nc为系统中储能电站个数,nd为系统中负荷个数。
23、可选的，所述子问题2优化目标如下式所示：
24、
25、式中，为系统总弃风弃光成本，分别为系统中第i个风电场弃风成本系数和第i个光伏电站弃光成本系数。
26、可选的，所述子问题优化目标如下式所示：
27、
28、式中，zs为子问题优化目标，t表示时刻，t表示运行周期。
29、可选的，由风电场的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量的确定包括：
30、计算风电场最大出力减去所述风电场的潜在出力期望值得到风电出力差值，若所述风电出力差值或所述风电场的潜在出力期望值小于风电设定比值，则所述风电场的潜在出力期望值与风电出力差值中的最小值作为风电场的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量；否则由风电偏差计算式确定。
31、可选的，所述风电设定比值按下式计算：
32、
33、式中，为设定的取值区间为(0,1)的第t时刻第i个风电场风电区间偏差量参数，为第t时刻第i个风电场风电潜在出力标准差。
34、可选的，所述风电偏差计算式如下式所示：
35、
36、式中，为设定的取值区间为(0,1)的第t时刻第i个风电场风电区间偏差量参数，为第t时刻第i个风电场风电潜在出力标准差。
37、可选的，由光伏电站的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量的确定包括：
38、计算光伏电站最大出力减去所述光伏电站的潜在出力期望值得到光伏出力差值，若所述光伏出力差值或所述光伏电站的潜在出力期望值小于光伏设定比值，则所述光伏电站的潜在出力期望值与光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力平衡优化模型的构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以供电系统的总运行备用成本最小为主问题优化目标，以机组运行状态、系统运行备用为约束构建主问题模型，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主问题优化目标如下式所示：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总出力成本最小为子问题1优化目标，并以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总弃风弃光成本最小为子问题2优化目标，由子问题1优化目标、子问题2优化目标和约束条件构建子问题模型，包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述子问题1优化目标如下式所示：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述子问题2优化目标如下式所示：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述子问题优化目标如下式所示：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由风电场的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量的确定包括：
9.如权利要求8所述的方法，
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述风电偏差计算式如下式所示：
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由光伏电站的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量的确定包括：
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光伏设定比值按下式计算：
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述光伏偏差计算式如下式所示：
14.一种电力平衡优化模型的构建系统，其特征在于，包括：
15.一种电力平衡优化方法，其特征在于，包括：
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述将所述供电系统的运行参数带入预先构建的电力平衡优化模型中，求解优化模型得到系统总成本、各火电机组运行状态、各机组出力以及最极端情况下的风电、光伏潜在出力，包括：
17.一种电力平衡优化系统，其特征在于，包括：
18.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至13中任一项所述的一种电力平衡优化模型的构建方法或如权利要求15至16所述的一种电力供需平衡优化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种电力平衡优化模型的构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以供电系统的总运行备用成本最小为主问题优化目标，以机组运行状态、系统运行备用为约束构建主问题模型，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主问题优化目标如下式所示：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总出力成本最小为子问题1优化目标，并以风电场和光伏电站潜在出力最极端场景下系统总弃风弃光成本最小为子问题2优化目标，由子问题1优化目标、子问题2优化目标和约束条件构建子问题模型，包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述子问题1优化目标如下式所示：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述子问题2优化目标如下式所示：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述子问题优化目标如下式所示：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由风电场的潜在出力与潜在出力期望值的最大偏差量的确定包括：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述风电设定比值按下式计算：
10.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟颖，汲国强，薛万磊，吴姗姗，赵昕，郑海峰，王鹏，谭显东，郑志杰，张栋梁，李晨辉，李校莹，管大顺，王振坤，刘知凡，厉艳，李秋爽，孔德秋，史英，牛华忠，白颖，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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