[发明专利]一种辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度方法

说明书

本发明涉及一种辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度方法，属于电力系统运行控制技术领域。本方法综合考虑了电力系统的调度模型和供热系统的调度模型，并考虑了辅助服务市场环境下的额外调度目标，建立了辅助服务市场环境下热电联合系统调度模型。基于变方向乘子算法，电力系统和各个供热系统分布式处理各自所管辖区域的调度问题，通过不同系统间边界数据的交互迭代获得辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度最优解。本发明提出的辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度方法具有良好的收敛速度，可以通过供热系统的储热效应提高系统运行的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度方法，属于电力系统运行控制技术领域。

背景技术

在我国三北地区风电弃电现象严重，在冬天受到城区供热系统的最小运行约束限制，热电联产机组无法减小其出力为风电的消纳提供空间。具体来说，冬季夜晚属于风电高发期，但夜晚同时具有很高的居民热负荷，导致了风电需要被限制来为热电联产机组提供出力空间，因此供热和风电消纳需求之间存在矛盾。由于供热管网具有良好的储热效益，综合考虑电力系统和供热系统进行调度可以实现负荷调峰，有效提高系统运行的灵活性，减小弃风现象。

在辅助服务市场环境下，常规机组的有功备用需要被考虑到备用成本中，这导致了在辅助服务市场环境下电力系统的调度与传统调度存在不同，需要针对辅助服务市场独立考虑。

电力系统和供热系统分别由电力公司与供热公司独立运行，由于调度独立性，难以实现对电力系统和供热系统完整模型进行统一调度。因此，提出辅助服务市场环境下热电联合系统分布式调度算法方法十分必要。具体来说，电力系统和供热系统可以分别对各自管辖的区域进行调度优化，通过边界条件的迭代获得辅助服务市场环境下热电联合系统调度的全局最优解。

变方向乘子算法是一种分布式求解算法，可将复杂的数学优化问题转化为若干相对简单的问题分布式进行求解，通过迭代可获得全局最优解。

发明内容

本发明的目的是提出一种辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度方法，针对电力系统与供热系统分别建模，考虑电力系统和供热系统的耦合约束，建立辅助服务市场环境下的热电联合调度模型。针对辅助服务市场环境下的热电联合调度模型，基于变方向乘子算法，提出辅助服务市场环境下的热电联合调度模型的分布式求解算法。

本发明提出的辅助服务市场环境下的热电联合系统分布式调度方法，包括以下步骤：

(1)建立辅助服务市场环境下热电联合系统调度模型，调度模型由目标函数和约束条件构成，具体包括：

(1-1)辅助服务市场环境下热电联合系统调度模型的目标函数：

热电联合系统调度模型的目标函数为电力系统运行成本、电力系统备用辅助服务成本与供热系统运行成本之和的最小化，表达式为：

上式中，T为调度时段集合，上标CHP、TU、WD、HB和AS分别表示热电联产机组、常规机组、风电机组、热锅炉和辅助服务，I^CHP、I^TU、I^WD和I^HB分别为热电联合系统中的热电联产机组、常规机组、风电机组和热锅炉的编号集合，下标i,t表示第i台机组在调度时段t的相应变量，和分别为热电联合系统中热电联产机组、常规机组、风电机组和热锅炉的生产成本函数，为电力系统中常规机组提供的备用辅助服务成本函数，i为热电联产机组、常规机组、风电机组和热锅炉中机组或锅炉的编号，t为调度时段；

其中的热电联产机组的生产成本函数为：

上式中，和分别为生产成本系数，生产成本系数为热电联产机组固有参数，和分别为第i台热电联产机组在第t个调度时段的有功功率和产热功率；