[发明专利]一种考虑新能源及负荷不确定性的电力系统日内灵活调峰方法

权利要求书

1.一种考虑新能源及负荷不确定性的电力系统日内灵活调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取日内灵活调峰电力系统的数据；

(2)建立新能源及负荷的区间数模型；

(3)建立电力系统日内灵活调峰优化问题数学模型；

(4)应用基于区间数可能度的方法求解日内灵活调峰优化问题，包括：应用区间数理论将不确定性问题转化为确定性问题，应用混合整数线性规划方法求解日内灵活调峰方案；

(5)校核日内灵活调峰方案的经济性及安全性；

所述的日内灵活调峰电力系统的数据包括：同步发电机最大和最小输出功率、爬坡功率、最小开机和停机时间、机组启停费用、发电机运行费用参数；未来24小时风电场、光伏电站输出功率预测值；未来24小时刚性负荷、可削减负荷和可平移负荷功率预测值，削减或平移负荷的代价因子；储能电池的最大容量、最大及最小荷电状态、最大充放电功率、充放电效率及代价因子；

步骤(2)中所述的建立新能源及负荷的区间数模型，其过程为：

对于风电场或光伏电站，设其发电功率预测值为尽管不清楚预测误差e_N的概率分布，但根据对所用预测方法的性能考核数据，可知e_N分布在范围内的概率为α，其中，α为给定值，上标“+”表示区间数上界，上标“-”表示区间数下界；由此可以推出新能源发电功率的上界为下界为新能源发电功率P_N的区间数模型为

日内灵活调峰电力系统的负荷功率P_L包括刚性负荷功率P_Lo、可平移负荷功率P_Lsh及可削减负荷功率P_Lred，根据历史用电数据，分别统计出P_Lo、P_Lsh及P_Lred预测误差的上下界；设某类负荷功率预测值为预测误差为由此可以推出该类负荷功率的上界为下界为负荷功率区间数模型为对于P_Lo、P_Lsh及P_Lred可分别建立其区间数模型及由此可以得出系统总负荷功率的区间数模型

2.根据权利要求1所述的一种考虑新能源及负荷不确定性的电力系统日内灵活调峰方法，其特征在于，步骤(3)中所述的建立电力系统日内灵活调峰优化问题数学模型的实现过程为：

将所述的电力系统日内灵活调峰优化问题描述为：

min f＝f₁₁+f₁₂+f₂+f₃ (1)

条件包含：

①

②

③

④

⑤

⑥SOC_min≤SOC_j≤SOC_max，SOC_T＝SOC₀，

⑦SOC_j＝SOC_j-1+(P_ch,j·η_ch-P_dis,j/η_dis)Δt/E_max，

⑧0≤X_j+Y_j≤1，

⑨0≤P_ch,j≤X_jP_ch,max，0≤P_dis,j≤Y_jP_dis,max，

⑩

其中，i＝1,…,n_g，j＝1,…,T，n_g为发电机台数,T为调度周期，一般可取T＝24；为发电机组的发电成本，a_i,b_i,c_i为第i台发电机的成本参数，为j时刻第i台发电机的功率；为发电机组的启停成本，分别为j时刻第i台发电机的启动控制0-1变量、冷启动控制0-1变量，为“1”分别表示j时刻第i台发电机接受启动或冷启动指令，为“0”则表示j时刻无启动或冷启动指令，C_hot,i、C_cold,i分别为第i台发电机的热启动费用和冷启动费用；为储能电池的充放电费用，P_ch,j、P_dis,j分别为j时刻储能电池的充电和放电功率，C_ch、C_dis分别为储能电池充电、放电代价因子；为负荷控制的费用，其中为分别为j时刻的可削减负荷功率、k时刻的可平移负荷功率，C_red、C_sh分别为削减和平移负荷的代价因子，ρ_j为j时刻可削减负荷的负荷削减率，为可平移负荷的平移控制0-1变量，为“1”表示k时刻的可平移负荷平移到j时刻，为“0”则表示不平移；

条件①是j时刻系统的有功功率平衡方程，分别为j时刻的新能源发电功率及刚性负荷功率，二者均为区间数变量，故该有功功率平衡方程是一区间等式；

条件②是发电机的最小、最大功率约束，以及向下、向上爬坡功率约束，分别为第i台发电机的最小和最大功率，d_i,j为0-1变量，为“1”表示j时刻第i台发电机处于开机状态，为“0”则表示处于停机状态，分别表示第i台发电机向下和向上爬坡功率的极限；

条件③、④分别为j时刻对第i台发电机最小开机时间T_on,i、最小停机时间T_off,i的约束；

条件⑤为j时刻对第i台发电机冷启动和热启动的约束，T_cold,i为第i台发电机的冷启动时间；

条件⑥、⑦是对j时刻储能电池荷电状态SOC_j的约束，SOC_min、SOC_max为荷电状态的最小值和最大值，η_ch、η_dis分别为储能电池的充电和放电效率，SOC_T为T时刻的荷电状态，SOC₀为储能电池的初始荷电状态，Δt为充电时长，E_max为储能电池的最大容量；

条件⑧、⑨是对j时刻储能电池充放电状态及充放电功率的约束，X_j和Y_j分别为0-1变量,X_j为“1”表示j时刻储能电池充电，“0”则表示不充电，Y_j为“1”表示j时刻储能电池放电，“0”则表示不放电，P_ch,max、P_dis,max分别为储能电池最大充电和放电功率；

条件⑩是对可平移负荷的平移控制变量以及j时刻可削减负荷的负荷削减率ρ_j的约束。