[发明专利]用于电力系统控制的电解铝和自备机组鲁棒等值建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电力系统控制的电解铝和自备机组鲁棒等值建模方法，属于电力系统运行和控制技术领域。

背景技术

近年来随着新能源装机容量的不断增长和新能源发电基地的建设，甘肃等新能源发电装机容量富裕的区域出现严重的弃风弃光问题。该问题的成因主要为本地负荷不足导致的电力系统下旋转备用不足。由于国家政策支持，在甘肃等新能源发电装机容量富裕地区建有高载能产业园区，高载能产业利用电冶炼、电解槽等设备进行生产，在生产过程中使用大量电能，且设备对自身的用电负荷有一定的调节能力，若参与电力系统调度，可以提高电力系统下旋转备用水平，促进风光电消纳。目前，已有部分高载能企业参与到与新能源发电企业的双边交易中，以促进新能源发电的消纳。但是，由于高载能企业内的设备参数含有大量的企业生产计划和产业技术信息，高载能企业不希望电网公司直接对企业内部的用电负荷进行监测和控制。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于电力系统控制的电解铝和自备机组鲁棒等值建模方法，针对含有电解铝负荷和自备机组的高载能企业进行等值建模，使电网公司可以利用等值模型对高载能企业用电进行调度，促进风电消纳，同时不直接监测控制企业内部的各生产设备，保护企业隐私利益。

本发明提出的用于电力系统控制的电解铝和自备机组鲁棒等值建模方法，包括以下步骤：

(1)对高载能企业中的自备机组进行建模，具体过程如下：

(1-1)设第i台自备机组的有功功率变量为i＝1,2,...,N_g，k＝1,2,...,24，N_g为自备机组的数量，Gen为自备机组变量上标，自备机组的有功功率出力范围表示为如下约束不等式：

其中为第i台自备机组的有功功率下限，为第i台自备机组的有功功率上限，和由自备机组的生产厂家给定；

(1-2)设第i台自备机组的上爬坡率为下爬坡率为i＝1,2,...,N_g，和由自备机组的生产厂家给定，根据步骤(1-1)中所述的自备机组有功功率自备机组的有功功率爬坡限制表示为约束不等式：

其中i＝1,2,...,N_g，k＝1,2,...,24；

(1-3)将满足上述步骤(1-1)和步骤(1-2)约束不等式的第i台自备机组的有功功率i＝1,2,...,N_g，k＝1,2,...,24的所有可能取值表述为集合Ω^Gen，对于表示从属于集合Ω^Gen的有功功率变量取值，均满足上述步骤中的约束不等式，为任意取值，∈为从属于集合；

(2)对高载能企业中的电解铝设备进行建模，具体过程如下：

(2-1)设电解铝设备的状态变量为k＝1,2,...,24，时表示电解铝设备在k时刻没有进行功率调节，时表示电解铝设备在k时刻进行了功率调节，EA为电解铝设备上标，将电解铝设备的最小调节后维持时间对电解铝设备生产的限制表示为如下约束不等式：

其中，对于任意以下不等式均成立由电解铝设备的操作人员设定；

(2-2)根据步骤(2-1)中的约束不等式，将满足上述约束不等式的电解铝状态变量k＝1,2,...,24的所有可能取值表述为集合B^EA，表示从属于集合B^EA的电解铝状态变量取值，均满足上述步骤(2-1)中的约束不等式，为任意取值，∈为从属于集合；

(2-3)设电解铝设备的负荷有功功率变量为k＝1,2,...,24，由电解铝设备的操作人员设定电解铝设备的有功功率上爬坡率和电解铝设备的有功功率下爬坡率将电解铝设备的有功功率爬坡约束限制表述为如下约束不等式：

(2-4)由电解铝设备的操作人员设定电解铝设备有功功率上限为和电解铝设备的有功功率下限为根据步骤(2-3)中电解铝设备的负荷有功功率变量为k＝1,2,...,24，得到电解铝设备的有功功率上、下限约束的不等式为：

(2-5)根据上述步骤(2-3)中电解铝设备的负荷有功功率变量为k＝1,2,...,24，和步骤(2-1)中电解铝设备的状态变量为k＝1,2,...,24，将电解铝设备有功功率变化和电解铝设备状态变量取值间的逻辑约束表述为如下约束不等式：

其中M＝99999；