[发明专利]考虑发电运行弹性空间的风水火联合调度优化方法

说明书

本发明公开了考虑发电运行弹性空间的风水火联合调度优化方法，主要步骤为：1)建立火电深度调峰的运行弹性空间模型；2)建立水电机组的限制运行区运行弹性空间模型；3)建立考虑发电运行弹性空间的风水火联合调度优化模型；4)基于考虑发电运行弹性空间的风水火联合调度优化模型，完成电力网络的风水火联合调度。本发明扩大了机组出力的可行域，扩展了电网的安全运行范围，提高了电网接纳水电、风电的能力。

技术领域

本发明涉及电力系统经济调度领域，具体是考虑发电运行弹性空间的风水火联合调度优化方法。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，电力负荷不断提高；同时，国家能源正在向清洁、低碳转型，风、光等新能源机组的装机容量也在逐年攀升。电力负荷和电网注入不确定性的增加给电网的安全、经济运行带来了新的挑战。目前，建立考虑不确定的电网优化模型、投建储能设备、采用多能源互补、需求侧响应等方式提高电网的安全性与经济性，在一定程度上缓解电网负荷和电网注入不确定增加的情况。然而若能根据电网设备的运行约束本质，挖掘电网运行的弹性运行空间，扩大电网的运行可行域，则可在不增加电网投资成本的前提下，短期内解决电网负荷的增长以及新能源的不确定性的问题，提高电网的经济性、促进新能源的消纳。

在电网优化问题中，发电环节可挖掘的弹性空间主要包含火电的深度调峰和水电的限制运行区两个方面。其中，火电深度调峰方面，目前已有文献定性、定量的讨论了火电机组深度调峰投油助燃的经济成本，分析了机组调峰对系统经济运行的价值，但关于现有考虑深度调峰的文献多将考虑机组深度调峰的运行优化模型建立为非凸的混合整数非线性规划问题，无法由商业求解器高效、鲁棒求解；水电限制运行区方面，现有的方法建模较为粗略，并未考虑限制运行区的短时稳定特性；并且，现有方法未全面计及火电深度调峰和水电限制运行区短时稳定特性等发电运行弹性空间，分析其经济效益及对新能源消纳的影响。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，考虑发电运行弹性空间的风水火联合调度优化方法，主要包括以下步骤：

1)建立火电深度调峰的运行弹性模型。

建立火电深度调峰的运行弹性模型的主要步骤如下：

1.1)火电机组深度调峰的成本函数C_h(P_h)如下所示：

式中，w_n表示火电机组正常运行的成本函数；w_d1表示火电机组设备老化和煤耗增加时不投油状态下火电机组运行成本函数；w_d2表示火电机组设备老化和煤耗增加时，投油状态下火电机组运行成本函数；α、β为火电机组不投油状态和投油状态对机组损耗的折算成本函数；P_h为火电机组的出力；C_h表示火电机组的发电成本；a_h、b_h和c_h表示火电机组的煤耗系数；P_h^min为火电机组的最小出力；P_h^max为火电机组的最大出力；P_h^d1为不投油状态下火电机组深度调峰时火电机组出力；P_h^d2为投油状态下火电机组深度调峰时火电机组出力；

1.2)建立火电机组深度调峰的成本函数的约束，主要分为以下四种情况：

I)火电机组停运时，机组出力成本与机组运行状态约束如下所示：

-z_hM≤C_h≤z_hM。 (2)

火电机组停运时，机组出力与机组运行状态的约束如下所示：