[发明专利]一种最优日前备用容量的确定方法

权利要求书

1.一种最优日前备用容量的确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)分析影响系统备用容量的不确定性因素，建立计及需求响应的负荷、风电和传统机组的不确定数学模型；

(2)确定供电裕度概率分布函数；

(3)通过失负荷成本、切风惩罚指标和正负备用容量成本，确定系统日前的最优备用容量；

建立传统机组的不确定模型步骤如下：

A、得到单台机组容量停运表；

B、通过卷积定理求解所有传统机组的容量停运表；

C、由容量停运表得到传统机组最大供电能力分布表，即建立传统机组的不确定模型；

所述步骤(3)中优化正负备用容量的目标函数和约束条件如下：

目标函数1

其中：为正备用成本，为第i个用户提供的正备用容量，P_i^u为第i个用户的正备用报价；N为提供正备用的用户数；为失负荷成本，其中为正备用是时的系统失负荷期望值；m为系统供电裕度变量；f(m)为供电裕度的概率分布函数；VOLL为失负荷价值，单位元/MW，通过对用户进行调查统计的形式得到；

正备用容量约束

其中，和分别为第i个用户提供的正备用容量的上下限；

目标函数2

其中，为负备用成本，为第j个用户的提供的负备用容量，为第j个用户的负备用报价；M为提供负备用的用户数；为切风惩罚项，由切风量的期望值和切风惩罚系数CUT计算，CUT的单位是元/MW；P_w为备用优化时段的风电出力期望值；

负备用容量约束

其中，和分别为第j个用户提供的负备用容量的上下限。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述负荷的不确定数学模型通过日前负荷预测和基于电价的需求响应量来确定；

所述日前负荷预测是基于历史负荷数据，运用负荷预测方法，预测未来24小时的负荷值，负荷预测存在偏差，由下式表示

式中：为实际负荷；为预测负荷；为负荷预测偏差，该偏差为服从均值为0、方差为的正态分布的随机变量；标准方差由下式计算

式中k为与预测方法的精度有关的参数；

所述基于电价的需求响应量是指考虑峰平谷电价的实施，在预测负荷的基础上，各时段负荷发生的转移量，转移量按弹性矩阵计算：

其中，E_fn,m、E_pn,m、E_gn,m分别为分时电价下第n个用户第m天峰、平、谷时段的总用电量；E_fn,m′、E_pn,m′、E_gn,m′分别为仅实施统一电价情况下，第n个用户第m天峰、平、谷时段的总用电量；p_f、p_p、p_g分别为峰、平、谷时段对应的峰、平、谷电价；ε_f、ε_p、ε_g分别为居民用户峰、平、谷时段的自弹性系数，当无平时段时，ε_p＝0，ε_fp、ε_fg、ε_pf、ε_pg、ε_gf、ε_gp分别为峰-平、峰-谷、平-峰、平-谷、谷-峰、谷平交叉弹性系数，当无平时段时，ε_fp＝ε_pf＝ε_pg＝ε_gp＝0。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，风电的不确定模型主要考虑风电预测精度有限带来的预测偏差，实际风电出力表示为：

式中：为实际风电出力；为日前预测风电出力；为风电预测偏差，该偏差为服从均值为0、方差为的正态分布的随机变量，该标准方差由下式计算：

式中：W_I为风电场总装机容量。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中将负荷、风电和传统机组三个独立的数据模型进行卷积，得到供电裕度的概率分布函数：

式中W为风电出力变量，w为风电出力变量；G为传统机组最大供电能力变量，g为传统机组最大供电能力变量；L为负荷变量，l为负荷变量；M为系统供电裕度，m为系统供电裕度变量；M＝W+G+(-L)；这里W，G，L是三维随机变量，且相互独立，M仍为随机变量；P_W(W＝w)为风电出力概率分布函数，P_G(G＝g)为传统机组出力概率分布函数，P_L(L＝l)为负荷概率分布函数；

供电裕度大于零，说明系统能满足负荷需求；供电裕度小于零，发电系统不能完全满足负荷的需求，出现电力供应不足的情况。