[发明专利]一种基于时空分解的全球能源互联电力平衡优化方法

说明书

本发明是一种基于时空分解的全球能源互联电力平衡优化方法，通过构建洲际电网分区电力平衡混合整数优化模型和全球能源互联网电力平衡线性优化模型，进行优化计算获取分区发电机组运行状态；并基于分区机组运行状态优化结果，优化计算洲际联络线传输功率和可再生能源发电功率；最后，在洲际电网分区电力平衡混合整数优化模型和全球能源互联网电力平衡线性优化模型间进行迭代优化计算，获得最优的电力平衡优化结果。确定了基于时空分解迭代的全球能源互联电力平衡优化基本原理，提出了由计算机实现的建模及优化计算步骤。其能够提供一种适应分布式计算的全球能源互联电力平衡优化方法，使得计算效率更高、计算速度更快、更适应大规模数据计算。

技术领域

本发明属于供电技术领域，是一种基于时空分解的全球能源互联电力平衡优化方法。

背景技术

过度依赖化石燃料的能源供给模式带来了资源紧张、气候变化和环境污染的全球性问题，人类的可持续发展面临严峻的挑战。由清洁能源替代化石能源，由电能替代其他终端能源是能源系统的重要发展趋势。因此，建设全球能源互联网，在全球范围开发、配置和利用清洁能源，是解决上述问题的有效途径。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架或者说是通道，以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网。构建全球能源互联网，形成以清洁能源为主导、以电为中心、全球配置资源的能源发展新格局，为推动世界能源安全、清洁、高效、可持续发展提供了新的解决方案。

构建全球能源互联电力平衡优化方法及其模型，是进一步分析全球能源互联网模式下的各类能源资源互补特性、负荷互补特性和洲际电力交换、生产、传输、消费的基础，对未来全球能源互联网的投资决策和规划设计的也具有指导意义。然而，目前相关研究还处于概念阶段，传统的电力系统电力平衡方法和模型还无法适应全球量级互联电网的电力平衡优化计算和分析。

因此，本专利提出了一种能够适应计算机分布式计算、计算速度更快、计算效率更高、更适应大规模数据计算的全球能源互联电力平衡优化方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种基于时空分解的全球能源互联电力平衡优化方法，使得计算效率更高、计算速度更快，也同时更适应大规模数据计算。

本发明解决技术问题采用的方案是：一种基于时空分解的全球能源互联电力平衡优化方法，其特征是，包括以下步骤：

1)建立洲际电网分区电力平衡混合整数(MIP)优化模型(以下简称模型1)和全球能源互联网的电力平衡线性(LP)优化模型(以下简称模型2)：

⑴洲际电网分区电力平衡混合整数(MIP)优化模型

①目标函数

式中：

n表示迭代计算次数；

t和c分别表示时间和区域索引；

待求变量：p_w(t，c)、p_p(t，c)和p_h(t，c)分别表示风电、光伏和水电机组的发电并网功率，p_nu(t，j)、p_co(t，j)和p_gas(t，j)分别表示核电、燃气和燃煤火电机组的发电并网功率；

已知参数：W_w、W_p和W_h分别表示风电、光伏和水电机组的权重系数；j表示机组的序号；O_nu(j)、O_co(j)和O_gas(j)分别表示核电、燃气和燃煤火电机组的单位运行成本；

②约束条件

a)分区电力平衡约束

式中：