[发明专利]一种求解考虑风电波动性的机组组合方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统的运行、分析与调度技术领域，尤其涉及一种含有风电等波动性能源的机组组合方法。

背景技术

如何在确保电网安全的前提下提高系统的整体经济性一直是电网短期发电计划的核心内容。近年来随着新能源技术的快速发展，大量新能源特别是风力发电并入电网。与传统发电方式相比，风力发电具有无污染可再生等优点。但是风力发电自身也存在一些缺点，例如风力发电机组出力几乎不可调节，而且出力变化速度快、范围大，难以准确预测等，这些问题对电网的安全稳定造成了巨大的威胁。因此，如何应对大量风电的接入带来的问题，成为机组组合问题新的挑战。

传统的机组组合模型中不考虑随机性很强的风电等新能源，因此系统的波动性不明显，在这样的前提下传统的机组组合方法通过预留系统总负荷一定百分比的容量来应对系统负荷或者电源的波动。但是随着风电等新能源的大量接入，电力系统的波动性越来越显著，传统的备用方法已经无法适应波动性增强的电网的要求。电力系统的波动性给系统的安全带来了前所未有的挑战，因此急需一种能够保证电力系统在波动下仍然能够安全稳定运行的机组组合方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种求解考虑风电波动性的机组组合方法，本发明保证电力系统机组组合结果在电源及负荷波动的情况下能够保证系统的安全稳定，并且提高系统的经济性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种求解考虑风电波动性的机组组合方法，包括如下步骤：

第一步：接收电网机组调度中心得出的系统未来24小时负荷需求数据；接收风电场对风电出力大小的预测数据，包括预测风电出力和出风电出力的上下限区间；根据各个发电厂上报的机组特性数据得出各个机组的特性约束。

第二步：根据第一步接收的数据对电力系统的机组组合问题进行建模，根据运行要求选择目标函数和约束条件，包括等式约束条件和不等式约束条件，构成混合整数非线性规划问题。

第三步：根据上一步产生的混合整数非线性规划问题，得出主问题的目标函数和约束条件，求解主问题。

主问题中的目标函数为系统整体费用最小，约束条件为：功率平衡约束、机组出力约束、机组爬坡约束、机组最小启停机时间约束以及每次第四第五步产生的Benders割约束（第一次迭代中无此约束）。

第四步：对第三步的结果进行网络安全约束检验，如果结果不能满足要求，产生对应的Benders割，将产生的Benders割作为新的约束条件，返回第三步。

网络安全约束检验问题中添加了非负的松弛变量，保证网络安全约束检验问题有解，通过检验最小化松弛变量的和是否大于零，判断网络安全约束是否满足。

第五步：运用区间线性规划理论，对计算结果进行全情景约束检验，如果所有约束均被满足，得到最终结果；否则产生对应的Benders割作为新的约束条件，返回至第三步；

       全情景约束检验中需要检验的约束包括：

1、系统功率平衡区间约束：

；

其中为机组有功出力，为机组启停状态，分别为系统节点有功负荷预测最小值和最大值；

2、线路潮流区间约束：

；

其中为机组有功出力，为线路潮流约束值，分别为系统节点有功负荷预测最小值和最大值，为节点有功功率输入对线路的转移分布系数矩阵；

3、节点电压区间约束：

；

其中，机组无功出力，分别为系统节点无功负荷预测最小值和最大值，为节点无功功率输入对节点电压的雅克比矩阵， 和分别为系统节点电压变化值的上下限。

第六步：所得最终结果可以作为电网机组调度的方案，用以调度发电机组启停机，以提高系统整体经济性和安全性。

本发明的有益效果是，本发明的方法运用区间线性规划理论，能够在保证系统在风电出力波动范围内安全稳定的同时，提高结果的经济性。在风电等新能源大量接入的现实背景下，该方法能够有效地提高电力系统应对风电波动性的能力，提高系统的安全稳定性及经济性。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是IEEE-30节点系统；

图3是系统负荷预测值；

图4是风力发电出力预测区间上下限；

图5是系统备用机爬坡示意图。

具体实施方式

本发明求解考虑风电波动性的机组组合方法，包括如下步骤：