[发明专利]一种计及风电不确定性的虚拟电厂日前优化调度系统方法

说明书

本发明公开一种计及风电不确定性的虚拟电厂日前优化调度系统方法，步骤为：获取虚拟电厂的次日风电满发出力预测以及所承担区域的次日热负荷需求预测，制定次日发电计划并上报电网得到虚拟电厂次日出力任务；建立虚拟电厂供能平衡模型；确定热储备的虚拟电厂旋转备用容量；对虚拟电厂供电平衡约束进行风电不确定性处理，降低风电不确定性对日前调度计划的影响；以虚拟电厂日最大收益目标建立目标函数，设置约束，虚拟电厂旋转备用容量满足风电波动性要求且虚拟电厂各部件运行在安全范围；用粒子群算法对模型求解，得到次日虚拟电厂运行调度计划及收益。本发明降低虚拟电厂对外热电耦合关系，使虚拟电厂的电出力可调范围扩大，释放了电网储备容量。

技术领域

本发明涉及一种能源优化技术，具体为一种计及风电不确定性的虚拟电厂日前优化调度系统方法。

背景技术

中国是目前世界上增长最快的风电市场，到2018年占全球风电装机容量的37％。风能的大规模开发有助于解决目前面临的能源枯竭和环境污染等问题。受风力资源随机变化的影响，风电存在不确定性。对于电力系统，风电始终是一种不可控电源，其并网运行问题已成为制约其发展的最重要因素。风电接入带来的不确定性，对电力系统的安全性与充裕性都构成挑战。随着气候、环境因素与系统安全性和充裕性的关联程度增大，如何应对风电的不确定性，就成为一个迫切需要解决的重要问题。

尽管风电普及率不断上升，但中国正面临着严重的限电问题，特别是在中国的北方省份。风力调节的主要障碍是电力系统的灵活性不足，由于风电出力的问歇性、波动性和不可控性，对电力系统运行灵活性的要求逐渐变高，必须增加一定的备用容量才能保证系统的安全运行，这给电力系统各用容量的确定带来了新的课题和新的挑战。然而，在中国北方，超过60％的发电机是热电联产(CHP)机组，其发电量主要受供暖需求的限制。为了更好地适应风力，有必要提高热电联产装置的灵活性。

虽然热电联产机组确实具备电力系统运行的储备容量，但对热电联产机组的适当储备容量评估方法值得进一步调查，以利用其潜在储备。对于传统的动力单元，可通过其斜坡率和当前功率输出容易地量化可用储备。然而，由于热电联产应同时管理供热和供电，其调节能力不仅受到功率限制的影响，还受到DHS加热限制的影响。因此，CHP单元提供的可用储备不能通过其功率条件明确描述。这使得热电联产机组的储备灵活性评估不同于传统的动力装置。

风力发电的容量小、数量大、分布广及独立运行等特点给电网的优化调度带来了很多技术难题，同时限制了风电机组的并网容量。虚拟电厂作为一种实现电网与分布式电源、用户互动的智能管理方法而得到重视。虚拟电厂是指基于通讯由分布式电力管理系统监督和优化的一定数量的分布式发电机和可控负荷的集合，具有负荷预测、可再生能源发电预测、机组组合、发电和负荷管理以及交换监视等所需功能。但是目前虚拟电厂在针对风电不确定性问题的解决方法尚未发掘，值得进一步探索。

发明内容

为了降低风电不确定性对电网调度的影响，减小电力系统强迫设置的备用容量，本发明要解决的问题是提供一种可平抑风力发电不确定性引发的出力偏离计划、释放电网为风电机组设置储备容量的计及风电不确定性的虚拟电厂日前优化调度系统方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种计及风电不确定性的虚拟电厂日前优化调度系统方法，包括以下步骤：

1)获取虚拟电厂的次日风电满发出力预测以及所承担区域的次日热负荷需求预测，制定次日发电计划并上报电网得到虚拟电厂次日出力任务；

2)建立虚拟电厂供能平衡模型，对各部件运行机理进行建模；

3)考虑各部件对虚拟电厂热电输出耦合特性的解耦效果，确定热储备的虚拟电厂旋转备用容量；

4)对虚拟电厂供电平衡约束进行风电不确定性处理，降低风电不确定性对日前调度计划的影响；