[发明专利]考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法

说明书

一种考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法，包括以下步骤：给定常规发电机组技术参数和成本系数，电网技术和运行参数，系统负荷、风电功率的波动区间范围；根据系统支路电抗和节点支路关联关系，形成系统节点注入转移因子阵；根据预测精度生成随机场景，并进行场景缩减；给定系统运行允许的电压上下限值，以及节点上负荷电压特性参数，构建机组组合两阶段优化模型；基于奔德斯分解算法选择复杂变量，将优化模型分解为主问题和子问题；主问题和子问题两者交替迭代求解。本发明可用于电力系统短期运行调度的常规发电机组启停状态和基点功率的联合决策。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体地说是用于电力系统短期运行调度的一种考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法。

背景技术

含风电电力系统机组组合的目的是在以系统运行经济性为目标超前决策常规发电机组启停状态以及备用容量配置，以满足预期的负荷、风电及其波动的需要。新形势下，随着风电大规模地接入电网，其固有的随机波动特性，使得发电侧的不确定性日渐突出；随着传统的同步形式发电逐渐让位于风电等异步形式发电，系统的电压支撑能力减弱，这些增加了电力系统机组组合决策的困难。由此如何提高机组组合决策的可靠性以提升风电并网背景下电网运行的安全性和经济性已成为当前电网运行亟待解决的问题。

专利号为ZL201210165681.8的中国专利：“一种求解考虑风电波动性的机组组合方法”，给出了一种求解考虑风电波动性的机组组合方法，其运用区间线性规划理论，能够保证系统在风电出力波动范围内安全经济运行，但其是在潮流线性化基础上进行的机组组合决策，难以保证风电波动情境下的电压安全可靠性。专利号为ZL201410332243.5的中国专利：“一种适用于大规模风电接入的电网输电裕度控制方法”，公开了一种适用于大规模风电接入的电网输电裕度控制方法，该方法通过安全约束机组组合和概率潮流交替计算以保证风电并网运行背景下电网安全裕度，但需看到其中的概率潮流计算难以准确实现机组组合决策的有效校正，因而难以获得有效的收敛解。专利申请号为201410682529.6的中国专利：“一种考虑风电机组安全约束的机组组合方法”，公开了一种考虑普通异步风电机组安全约束的机组组合方法，该方法采用交流潮流形式并结合异步风电机组无功-电压特性以计及电压安全约束，但其是在确定性的风电出力情境下进行的决策，并无考虑风电的随机波动特性，因而具有一定的局限性。专利申请号为201610254532.7的中国专利：“一种考虑交流潮流约束的不确定性机组组合模型及求解方法”，公开了一种考虑交流潮流约束的不确定性机组组合模型及求解方法，该方法采用机会约束方法描述风电出力的不确定性，构建基于交流潮流模型的不确定性机组组合模型，并由随机约束序优化方法予以求解。该发明所提模型有效降低了风电大规模接入后电网电压越限的风险，但其是在发电和负荷功率独立于电压水平的前提下进行的决策，具有一定的保守性，不利于风电波动的消纳。

发明内容

本发明的目的在于提出一种考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法，可以考虑风电功率的随机波动情况，又能考虑系统的电压支撑需求和常规发电机组、负荷的电压调节特性，以及常规发电机组的二次备用响应机制，实现调度与控制的有机衔接，适应于含大规模风电并网的电力系统机组启停决策。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种考虑电压支撑的含风电电力系统机组组合方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)给定常规发电机组技术参数和成本系数，电网技术和运行参数，系统负荷、风电功率的波动区间范围；

(2)根据系统支路电抗和节点支路关联关系，形成系统节点注入转移因子阵；

(3)根据预测精度生成随机场景，并进行场景缩减；

(4)给定系统运行允许的电压上下限值，以及节点上负荷电压特性参数，构建机组组合两阶段优化模型，优化模型以系统发电成本、备用成本以及弃风电成本之和最小为目标并包括多个约束；

(5)基于奔德斯分解算法选择复杂变量，将优化模型分解为主问题和子问题；