[发明专利]考虑灵活性的多能源汇集中心火储容量双层优化方法

说明书

本发明涉及一种考虑灵活性的多能源汇集中心火储容量双层优化方法，属于多能源汇集中心优化技术领域。本发明基于多场景最优调度模拟的方法，制定考虑多场景运行过程的灵活性指标评估与集成方案。并依据最优调度模拟的运行成本和灵活性指标，结合外层规划配置成本，以火电机组和电池储能两类灵活性资源的容量为配置变量，构建包含经济性和灵活性双重目标的多能源汇集中心二维优化模型，并采用NSGAII、线性规划和二次优化相结合的方法，在充分考虑调度场景的基础上，求解上述优化模型，从而实现优化配置。本发明能够减少清洁能源的弃用率、切负荷率，保障电力用户的灵活性需求，减少污染物的排放，提高电网提供的服务质量。

技术领域

本发明属于多能源汇集中心优化技术领域，具体涉及一种考虑灵活性的多能源汇集中心火储容量双层优化方法。

背景技术

近年来，多种能源综合供电已经成为当前电力发展的重要内容。风、光、水等清洁能源的大量接入，降低了原有以火电为主的电力系统污染排放，提高了电力系统的低碳性。但风、光、水等资源发电能力随着季节变化而波动，给电网的运行与管理带了了重要的挑战。现有研究围绕风、光、水等多能源接入场景，针对多能源接入系统的初始优化配置、运行优化以及电力系统的灵活性进行了研究，但在优化配置方面未考虑运行成本，在运行优化方面缺乏将运行优化目标反馈至优化配置阶段的研究，在安全分析中缺乏将调度优化灵活性作为配置目标的研究。所以，对于多能源汇集中心的优化配置而言，如何减少污染物排放，提高清洁能源利用率，提升调度优化的灵活性，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有研究存在的上述不足，提出一种考虑灵活性的多能源汇集中心火储容量双层优化方法，该方法能够减少清洁能源的弃用率、切负荷率，保障电力用户的灵活性需求，减少污染物的排放，提高电网提供的服务质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

考虑灵活性的多能源汇集中心火储容量双层优化方法，包括如下步骤：

步骤1，根据多能源汇集中心的运行经济成本、电机组的出力约束和电池储能的出力约束，分别计算调度时间点对应的功率需求P_D(t)等于0、小于0、大于0的情况下的运行成本，构建经济性优化模型；具体为：将P_D(t)小于0时，运行成本优化问题为转化成线性规划问题，并将P_D(t)大于0时，运行成本优化问题为转化成二次规划问题，求解线性规划问题及二次规划问题，得到调度时刻t的最小运行成本，并根据一天内所有调度时刻的最小运行成本，计算日累计运行成本，然后根据不同的运行场景数据重复上述过程，得到不同场景的日累计运行成本，再依据不同场景的日累计运行成本计算日平均运行成本，而后根据多能源汇集中心的计划运行年限，计算寿命周期内的总运行成本；

步骤2，构建灵活性优化模型，定义灵活性不良指数表征多能源汇集中心的电网灵活性。灵活性不良指数包含上调灵活性不良指数和下调灵活性不良指数；上调灵活性不良指数是指上调灵活性需求与灵活性设备上调区间的比值；下调灵活性不良指数是指下调灵活性需求与灵活性设备下调区间的比值；根据各调度时间节点的上调灵活性不良指数和下调灵活性不良指数计算每个调度时间节点的最大灵活性不良指数；根据不同调度时间节点的最大灵活性不良指数以及典型运行场景的数据分布特征和典型日运行曲线，计算考虑多种运行场景的多能源汇集中心的最大灵活性不良指数；

步骤3，以最小化总运行成本和最小化最大灵活性不良指数为二维目标，以火电和储能的配置容量为变量，构建包含经济性和灵活性双重目标的多能源汇集中心二维优化模型，求解上述包含经济性和灵活性双重目标的多能源汇集中心二维优化模型，并以求解得到火电机组的配置容量、电池储能的配置容量、火电机组的发出功率和电池储能的充放电功率进行实际配置。

进一步，优选的是，所示步骤1的具体步骤包括：

第一、计算火电机组运行成本、储能运行溢价成本、环境代价成本和新能源弃用补偿成本。其中：