[发明专利]一种基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法

说明书

技术领域

本发明属电力系统调度的技术领域，具体涉及一种基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法，属电力系统调度的技术领域。

背景技术

由于太阳能的清洁性、且不受地域的限制，光伏产业在世界范围内得到了迅速发展。太阳能的开发与利用给电力系统调度带来了新的挑战。但是光伏出力具有随机性、波动性及不确定性，且受自然条件等因素的影响，光伏预测精度仍然很低。这不仅会让日前发电计划偏离实际，增加运行成本；还有可能在某些极端条件下，出现供不应求的状况，从而造成停电事故。尤其在大规模光伏并网的背景下，这些情况对电网安全、经济运行的不利影响会显得尤为严重。因此研究含光伏发电的电力系统调度问题有着非常重要的意义。

针对这些问题的解决办法目前大概有两种研究思路，一种研究思路是将光伏出力视作确定变量，通过增加系统备用容量，来降低新能源出力的风险。但这一做法会额外增加发电机组运行费用，与电力调度的经济性原则相违背。另一种研究思路将光伏出力视作不确定变量，再利用数学工具求解。然而它们对于光伏出力的不确定处理上，常采用经验值来设定，没有考虑不同光伏电站的出力特点。

目前不确定规划理论的发展，使得模糊问题的求解方法、工具不断地更新，且在运行风险评估、检修计划、电网规划等方面都得应用。合理利用光伏电站历史数据，基于光伏预测误差模糊性，能为含光伏发电的电力系统调度问题提供解决方法。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种解决了含光伏发电的电力系统调度中不确定变量合理处理的难题，所求得的光伏预测误差模糊参数意义明确，具有针对性；调度模型不仅保障了经济性，还最大可能就地消纳光电功率的一种基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取光伏预测出力和实测出力的历史统计数据，及气象预测信息，估计未来一天光伏预测误差的概率分布参数；具体的操作步骤如下：

步骤1.1，根据光伏预测出力和实测出力的历史统计数据，得到光伏预测误差的计算公式如下，

式中ξ为光伏预测误差(实质为相对误差)，为光伏预测值，为光伏实测值。

步骤1.2，根据气象预测信息，从近半个月中选择5个最相似日，通过拟合得到这5个最相似日光伏预测误差的标准差σ_i(i＝1,2,3,4,5)，再将他们的均值作为未来一天的σ的估计值，有

那么未来一天之中，每时刻的光伏预测误差服从正态分布ξ～Ν(0，σ²)。

步骤2，求解光伏预测误差的模糊参数；具体操作方法是：根据信息熵转换法得到光伏预测误差的隶属函数为

步骤3，基于目标函数和约束条件建立含光伏发电的模糊机会约束调度模型；其中，所述目标函数基于：

min(F₁+C_xF₂)

min F₁是在满足光伏发电优先调度的前提下，通过在日前优化火电机组的启停和出力值使燃料费用最小，目标函数；

min F₂是同时为满足光伏最大可能地就地消纳，则需使与外网的电力交换最小；

其中C_x为远距离输电单位惩罚费用，由区域间电能交换基础设施的运维成本决定。

步骤4，转化约束条件的清晰等价类；

步骤5，求解各可调度机组的机组启停情况及有功出力计划值。

在上述的基于光伏预测误差模糊性的电力系统调度方法，所述的目标函数建立的具体方法是：

min F₁的具体定义如下：

在满足光伏发电优先调度的前提下，通过在日前优化火电机组的启停和出力值使燃料费用最小，目标函数如下，

式中T为调度时间段，N为可调度机组的台数；U_i,t为第i台火电机组在t时刻的启停状态，开机时为1，停机时为0；P_i,t为第i台火电机组的在t时刻的计划出力值，C_i(P_i,t)为第i台火电机组的燃料费用，C_i,t为第i台火电机组的开机费用；

常规机组燃料费用为出力的二次函数：