【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统优化调度，尤其是指计及源荷特性的源荷储耦合调度方法和系统。
技术介绍
1、风电具有间歇性、波动性、随机性、反调峰等特性，随着大规模风电接入电网，电网调峰问题日益凸显，给电网调度运行带来挑战，制约了风电的送出与消纳。例如冬季供暖季节，由于风电与负荷以及供暖负荷与总负荷之间存在的峰谷不同步特性，导致系统调峰困难，用电成本较高。现有的方案中可以利用高载能负荷或储热装置，或高载能负荷和储热装置配合提高系统调峰能力，但是在引入高载能负荷和储热装置后相应的增加了高载能负荷调用成本和储热装置调用成本，同时联络线交换成本也随之增加，因此在引入高载能负荷或储热装置后用电成本减少效果不明显，甚至会出现用电成本增加的情况，因此需要设计一种源荷储耦合调度方法，确保能最大化的降低用电成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中的电力系统在引入高载能负荷和储热装置进行调峰后，用电成本减少效果不明显，甚至会出现用电成本增加的缺陷，提供一种计及源荷特性的源荷储耦合调度方法和系统，通过聚类的方法确定高载能负荷和储热罐调用时段，有效降低高载能负荷调用成本和储热装置调用成本，同时运用聚类方法对于联络线功率预制，降低联络线交换成本。
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：
3、计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，包括以下步骤：
4、步骤1，获取预测的未来预设时间内的总负荷、供暖负荷和风电功率的时序数据；
5、步骤2，通过负荷、供暖
6、步骤3，计算除热电联产（chp）电功率外的等效负荷，并通过聚类算法对于等效负荷进行联络线预制，再通过联络线预制确定发电机组组合；
7、步骤4，基于高载能负荷和储热罐调用时段和发电机组组合，以发电总成本最小为目标构建源荷储耦合调度模型；
8、步骤5，根据源荷储耦合调度模型对于未来预设时间内的源荷储进行调度。
9、本方案中，通过对总负荷、供暖负荷和风电功率的时序数据进行聚类分析，可以客观地根据数据特征确定高载能负荷和储热罐的调用时段，避免了人为划分时段可能带来的主观性和误差。同时能够更准确地识别出高载能负荷和储热罐的最佳调用时段，从而在调度过程中更加灵活地调整负荷和储能的使用，提高系统的响应速度和调节能力。
10、联络线预制指的是电力系统中不同区域或不同电网之间通过联络线进行的有功功率交换的方式，这种交换是电力调度中的一个重要环节，它有助于平衡不同区域或电网之间的供需关系，优化资源配置，确保电力系统的稳定运行。在现有的电力调度中，联络线交换功率的确定通常基于经验规则、历史数据或简单的预测模型，因为常规的负荷变化较为稳定，不需要进行复杂的聚类算法即可确定联络线交换功率。但是这些方法往往没有充分考虑源荷特性的复杂性和多变性，在新能源尤其是风电加入电力调度中时，源荷特性相比没有新能源加入时要更为复杂和多变，常规的联络线交换功率的方法难以满足实际的需求，往往无法达到最优的调度效果。本方案中，通过对等效负荷进行聚类分析，可以更准确地寻找出相同的源荷特征，在满足的需求的情况下可以生成功率最低的联络线交换功率方式，优化发电机组的出力分配，降低了联络线交换成本。联络线交换功率的原则是峰时段按照最大功率受入、谷时段按照最大功率送出。
11、本方案中，发电机组组合指的是在满足负荷平衡、系统约束、机组特性约束等条件下，经济、合理地安排机组次日的发电计划曲线，以发电总成本最小化为目标来确定机组的启停方案。高载能负荷如电解铝功率可以在±10%范围内调节，电解铝的质量基本无影响或只有轻微影响，在冬季失去电源时可以2小时不凝槽，因此可以利用高载能负荷特性改善系统负荷峰谷特性。高载能负荷根据调用时段划分，将高载能负荷从负荷峰-风电谷时段移动至负荷谷-风电峰时段生产，从而减小负荷最大功率，增大负荷最小功率，减小系统峰谷差。储热相对电化学储能成本较低，电化学储能成本约3000元/kwh，而储热成本约300元/kwh。等效负荷低谷期间蓄热，等效负荷高峰期间放热，可以改善峰谷特性，减少峰谷差；此外低谷期间电费较低，高峰之间电费较高，可以减少采暖成本。
12、本方案中，计算除热电联产电功率外的等效负荷的原因是热电联产系统同时产生电能和热能，其电功率输出是系统总负荷的一部分。为了准确评估系统除chp外的其他负荷需求，需要计算除chp电功率外的等效负荷。这有助于更清晰地了解系统在不考虑chp电功率贡献时的负荷状况，从而制定更有效的调度策略。
13、作为优选，所述的步骤2中，确定高载能负荷调用时段具体为：
14、将总负荷和风电功率的时序数据分为峰时段、平时段和谷时段，设定聚类簇数目为3；
15、将总负荷和风电功率的时序数据执行k均值聚类算法：随机选择3个数据点作为初始聚类中心，将每个数据点分配到最近的聚类中心所在的簇；重新计算每个簇的聚类中心，再对每个数据点进行分配，直到聚类中心不再发生变化或达到预设的迭代次数；
16、对聚类完成的时序数据进行分析，判断时序数据对应的高载能负荷的功率需要增高、减少或保持不变，以及高载能负荷是否处于待增高或待减少阶段。
17、作为优选，在对高载能负荷进行调用时，还对高载能负荷进行调用容量约束和调用时间约束，高载能负荷调用容量约束为：
18、，
19、式中：和分别表示高载能负荷可调用容量的上下限，为布尔变量，表示调用高载能负荷情况，+1表示增高载能负荷，-1表示减高载能负荷，0表示不调用高载能负荷；
20、高载能负荷调用时间约束为：
21、，
22、式中：和分别表示增加高载能负荷时间上下限，和分别表示减少高载能负荷时间上下限。
23、作为优选，所述的步骤2中，确定储热罐调用时段具体为：
24、将总负荷和供暖负荷的时序数据分为峰时段、平时段和谷时段，设定聚类簇数目为3；
25、将总负荷和风电功率的时序数据执行k均值聚类算法：随机选择3个数据点作为初始聚类中心，将每个数据点分配到最近的聚类中心所在的簇；重新计算每个簇的聚类中心，再对每个数据点进行分配，直到聚类中心不再发生变化或达到预设的迭代次数；
26、对聚类完成的时序数据进行分析，判断时序数据对应的触热罐需要放热、储热或不变，以及触热罐是否处于待放热或待储热阶段。
27、作为优选，在对储热罐进行调用时，还对储热罐进行热功率约束和容量约束，储热罐热功率约束为：
28、，
29、式中：为储热罐储热或放热功率，和分别为储热罐储热或放热最大和最小功率，储热功率记为负，放热功率记为正；
30、储热罐容量约束为，
31、式中：为储热罐容量，和分别为储热罐最大和最小储热容量。
32、作为优选，所述的步骤3中，通过聚类算法对于等效负荷进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的步骤2中，确定高载能负荷调用时段具体为：
3.根据权利要求2所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，在对高载能负荷进行调用时，还对高载能负荷进行调用容量约束和调用时间约束，高载能负荷调用容量约束为：
4.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的步骤2中，确定储热罐调用时段具体为：
5.根据权利要求4所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，在对储热罐进行调用时，还对储热罐进行热功率约束和容量约束，储热罐热功率约束为：
6.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的步骤3中，通过聚类算法对于等效负荷进行联络线预制，具体为：
7.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的源荷储耦合调度模型具体为：
8.根据权利要求7所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是
9.计及源荷特性的源荷储耦合调度系统，其特征是，包括：
10.根据权利要求9所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度系统，其特征是，所述的源荷储耦合调度模块包括电-电耦合单元和热-电耦合单元，所述的电-电耦合单元用于高载能负荷和负荷之间的调度，所述的热-电耦合单元用于热电联产机组、储热罐和供暖负荷之间的调度。
...【技术特征摘要】
1.计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的步骤2中，确定高载能负荷调用时段具体为：
3.根据权利要求2所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，在对高载能负荷进行调用时，还对高载能负荷进行调用容量约束和调用时间约束，高载能负荷调用容量约束为：
4.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的步骤2中，确定储热罐调用时段具体为：
5.根据权利要求4所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，在对储热罐进行调用时，还对储热罐进行热功率约束和容量约束，储热罐热功率约束为：
6.根据权利要求1所述的计及源荷特性的源荷储耦合调度方法，其特征是，所述的步骤3中，通过聚类算法...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊国旗，杨玲，赵刚，张玮，郭小龙，陈伟杰，潘伟东，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司浦江县供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。