[发明专利]一种最大化可再生能源利用的多阶段电源规划方法

权利要求书

1.一种最大化可再生能源利用的多阶段电源规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取电源规划数据、系统基本技术数据、系统运行约束条件数据和系统运行预测数据；

S2、以最大化可再生能源利用量为目标函数，构建多阶段电源规划模型、电源规划预算和投建限制约束、系统运行基础约束、火电厂运行约束、水电厂运行约束、可再生能源电厂运行约束、外送通道运行约束和可再生能源电厂投资组合约束，目标函数具体为：

其中，Y是规划年的集合；K是典型日的集合；T是时段的集合；Θ^W、Θ^S分别是风电场、光伏电站的集合；ω_y,k是第y年第k个典型日的权重；是第y年第k个典型日第t个时刻风电场w的出力；是第y年第k个典型日第t个时刻光伏电站s的出力；Δt是时段间隔；

电源规划预算和投建限制约束包括电源规划预算上限约束和电源规划投建限制约束，电源规划预算上限约束具体为：

π_y＝(1+r)^1-y

其中，Y是规划年的集合；Θ^C是待选电厂集合；π_y为第y年现值折算系数；τ_i为电厂i的成本回收系数；为电厂i的投资成本；为电厂i的最大出力；X_i,y为第y年电厂i的装机数；为投资预算上限；r为折现率；

电源规划投建限制约束具体为：

其中，Θ^C、Θ^E分别是待选及已有电厂集合；X_i,y为第y年电厂i的装机数；为第y年电厂i的装机上限；为已有电厂i的装机数；

系统运行基础约束包括系统装机容量约束、系统功率平衡约束和系统备用约束；

系统装机容量约束具体为：

其中，Θ^G、Θ^H分别是火电厂及水电厂集合；Θ^W、Θ^S分别是风电场、光伏电站的集合；X_i,y、X_w,y、X_s,y分别为第y年火电厂及水电厂i、风电场w和光伏电站s的装机数；分别为风电场w和光伏电站s的置信容量系数；分别为火电厂及水电厂i、风电场w和光伏电站s的最大出力；为第y年最大负荷；为第y年备用率；

系统功率平衡约束具体为：

其中，Θ^G、Θ^H分别是火电厂及水电厂集合；Θ^W、Θ^S分别是风电场、光伏电站的集合；Θ^L+、Θ^L-分别是受电、送电联络线集合；分别是第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g、水电厂h、风电场w、光伏电站s、联络线l的出力；D_y,k,t是第y年第k个典型日第t个时刻负荷预测值；

系统备用约束具体为：

其中，Θ^G、Θ^H分别是火电厂及水电厂集合；Θ^W、Θ^S分别是风电场、光伏电站的集合；Θ^L+、Θ^L-分别是受电、送电联络线集合；分别为火电厂g、水电厂h、风电场w、光伏电站s的最大出力；α_g,y,k,t为第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的在运机组数；X_h,y、X_w,y、X_s,y分别为第y年水电厂h、风电场w、光伏电站s的装机数；分别是第y年第k个典型日第t个时刻风电场w、光伏电站s的预测出力系数；为联络线l的最大容量；D_y,k,t是第y年第k个典型日第t个时刻负荷预测值；ε^D、ε^W、ε^S分别是负荷、风电及光伏的旋转备用系数；

火电厂运行约束包括火电厂出力限制约束、火电厂爬坡约束、最小开关机时间约束和低碳排放政策约束；

火电厂出力限制约束具体为：

其中，Θ^G是火电厂集合；分别为火电厂g的最大、最小出力；α_g,y,k,t为第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的在运机组数；是第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的出力；

火电厂爬坡约束具体为：

其中，Θ^G是火电厂集合；α_g,y,k,t为第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的在运机组数；是第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的出力；分别是火电厂g的上、下爬坡能力；

最小开关机时间约束具体为：

其中，Θ^G是火电厂集合；α_g,y,k,t为第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的在运机组数，d_g,y,k,τ、u_g,y,k,τ分别为第y年第k个典型日第τ个时刻火电厂g的关停、开启机组数；X_g,y为第y年火电厂g的装机数；

低碳排放政策约束具体为：

其中，Θ^G是火电厂集合；ω_y,k是第y年第k个典型日的权重；是第y年第k个典型日第t个时刻火电厂g的出力；是火电厂g的碳排放率；是碳排放总量限值；

水电厂运行约束包括水电厂出力限制约束和水电厂发电量限制约束；

水电厂出力限制约束具体为：

其中，Θ^H是水电厂集合；分别为水电厂h的最小、最大出力；X_h,y为第y年水电厂h的装机数；是第y年第k个典型日第t个时刻水电厂h的出力；

水电厂发电量限制约束具体为：

其中，Θ^H是水电厂集合；是第y年第k个典型日第t个时刻水电厂h的出力；Δt是时段间隔；是最大可利用水电电量；

可再生能源电厂运行约束包括可再生能源电厂出力限制约束，具体为：

其中，Θ^W、Θ^S分别是风电场、光伏电站的集合；分别为风电场w、光伏电站s的最大出力；X_w,y、X_s,y分别为第y年风电场w、光伏电站s的装机数；分别是第y年第k个典型日第t个时刻风电场w、光伏电站s的预测出力系数；分别是第y年第k个典型日第t个时刻风电场w、光伏电站s的出力；

外送通道运行约束包括外送电力上下限约束、外送通道爬坡限制约束和外送电量限制约束；

外送电力上下限约束具体为：

其中，Θ^L+、Θ^L-分别是受电、送电联络线集合；是第y年第k个典型日第t个时刻联络线l的出力；P_l^Tie分别是联络线l的传输容量上下限；

外送通道爬坡限制约束具体为：

其中，Θ^L+、Θ^L-分别是受电、送电联络线集合；是第y年第k个典型日第t个时刻联络线l的出力，为第y年第k个典型日第t个时刻前一时刻联络线l的出力；分别是联络线l的上、下爬坡能力；

外送电量限制约束具体为：

其中，Θ^L+、Θ^L-分别是受电、送电联络线集合；是第y年第k个典型日第t个时刻联络线l的出力；是第y年联络线l的计划交易电量；是联络线l的允许电量偏移系数；ω_y,k是第y年第k个典型日的权重；Δt是时段间隔；

S3、将步骤S1获得的数据输入到步骤S2构建的电源规划模型中，求解第y年电厂i的装机数X_i,y；第y年第k个典型日第t个时刻，火电厂g、水电厂h、风电场w、光伏电站s、联络线l的出力分别为基于最大化利用可再生能源的目标进行多阶段电源规划，得到电源规划投建方案和可再生能源消纳评估结果。