[发明专利]增强系统运行灵活性的发电调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在大规模风电并网背景下增强系统运行灵活性的发电调度方法。

背景技术

为减轻环保压力和缓解能源危机，清洁的可再生能源，尤其是风电正大规模接入电网。作为一种间歇性电源，风电出力具有强波动性和不确定性的特征，由此造成的电网有功调度难题，尚未得到圆满解决。现有应对方案，如提高备用容量，会使机组偏离最佳经济运行点，影响系统整体运行的经济性，并且单纯增加备用容量，并不能完全解决风电的调度问题。另有研究，如随机机组组合、鲁棒机组组合则尝试用新的调度模型解决问题。然而，这类方法通常计算量较大。此外，随机机组组合的决策效果依赖于场景选取，不能保证调度结果的鲁棒性。鲁棒机组组合的决策结果具有鲁棒性，但经济性欠佳。此外，滚动修正是一种很有发展前景的调度方法，但要注意各个时间级间的协调问题，实际操作复杂。

从电力系统运行的角度来看，系统的快速响应能力是风能利用的关键。随着系统的响应能力成为关注的焦点，北美电力可靠性委员会和国际能源署提出了电力系统灵活性的概念，即在一定时间尺度下，系统应对不确定性因素的影响，保持发电与负荷动态平衡的能力。显然，这一能力的大小与系统中灵活性资源的充裕度密切相关。灵活性不足是指由于在技术特性(对火电而言是出力上下限及爬坡速率)限制下的响应容量不足导致的有功不平衡。

应对风电的不利影响的根本是要提高系统的运行灵活性，具体措施包括配置储能、实施需求响应、电网互联等。然而，目前大多数地区的电力系统中仍然是火电占主导地位，因火电机组能提供的灵活性数量大且易于获取，所以可以先充分挖掘火电机组的灵活性潜力，若仍不足，则其他措施再作为补充。

发明内容

为解决大规模风电并网后，系统面临的运行灵活性不足的问题，本发明提出了一种增强系统运行灵活性的发电调度方法，该方法在不增加额外备用容量(指预测误差范围外的容量)的前提下，能够充分挖掘火电机组的调节潜力，可降低在发电计划给定后，系统在实时运行阶段面临的运行灵活性不足的风险。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种增强系统运行灵活性的发电调度方法，包括以下步骤：

(1)从设定区域电网的EMS系统中采集所在区域的电力系统中各机组的基本参数及所调度时段内负荷的预测值和预测误差的分布范围，从风电功率预测系统中采集风电预测值和预测误差的分布范围；

(2)以有功平衡约束、备用容量约束、机组备用容量提供能力约束、机组出力约束、机组启停约束和运行灵活性约束为约束条件，构建以全时段内系统总运行成本最小为目标的发电调度目标函数；

(3)采用混合整数线性规划方法对目标函数进行求解，待求量为机组在各个时段的启停情况、启动机组的出力安排和备用配置；

(4)根据对发电调度目标函数的求解情况，得到调度计划结果，包括机组启停情况、启动机组的出力安排和备用配置，通过EMS系统将调度计划下达至各机组。

进一步地，所述步骤(2)中，有功平衡约束条件具体为：

对于任意时段t，负荷需求在该时段的预测值为风电出力在该时段的预测值与各机组在该时段有功出力的和。

进一步地，所述步骤(2)中，备用容量约束条件具体为：

对于任意时段t，各机组在该时段的上调备用容量不小于负荷备用系数乘以负荷需求在该时段的预测值，加上风电备用系数乘以风电出力在该时段的预测值；同时，各机组在该时段的下调备用容量不小于负荷备用系数乘以负荷需求在该时段的预测值，加上风电备用系数乘以风电出力在该时段的预测值。

进一步地，所述步骤(2)中，机组备用容量提供能力约束条件具体为：

对于任意机组，在任意时间段内，需满足以下条件：

如果机组i在时段t在线，则：

机组i在时段t的下调备用容量不大于该机组的下爬坡速率与时段间时间间隔之积；并且，

机组i在时段t的上调备用容量不大于该机组的上爬坡速率与时段间时间间隔之积；

如果机组i在时段t在线，则：

机组i在时段t的下调备用容量不大于零；并且，

机组i在时段t的上调备用容量不大于零。

进一步地，所述步骤(2)中，机组出力约束条件具体为：

对于任意机组，在任意时间段内，需满足以下条件：

如果机组i在时段t在线，则：

机组i在时段t的有功出力与该机组在该时段的下调备用容量之差不小于该机组的最小技术出力；并且，