[发明专利]一种双边随机电网调度方法

权利要求书

1.一种双边随机电网调度方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)建立一个基于双曲正切函数近似的双边随机电网调度模型，该双边随机电网调度模型由目标函数和约束条件组成；

(2)根据步骤(1)中的备用需求约束和线路潮流约束，对出现在约束中的随机变量所满足的混合高斯分布进行解析近似，得到随机变量的近似表达式；

(3)根据步骤(2)中对备用需求约束和电网线路潮流约束中随机变量的近似，将步骤(1)中的双边机会约束优化模型转化为确定性优化模型；

(4)采用内点法，对步骤(1)-步骤(3)中转化得到的确定性优化模型进行求解，得到火电机组和可再生能源电站的发电计划。

2.如权利要求1所述的双边随机电网调度方法，其特征在于，所述的步骤(1)的具体步骤如下：

(1)建立双边随机电网调度模型的目标函数为：

使火电机组发电成本与正旋转备用容量成本与负旋转备用容量成本之和最小化，表达式如下：

其中，T和N_G分别表示调度时段t的数量和火电机组数量，t和i分别为调度时段和火电机组编号的编号，c_up表示单位正旋转备用容量的成本，c_dn表示单位负旋转备用容量的成本，表示第i台火电机组在t调度时段预留的正旋转备用的容量，表示第i台火电机组在t调度时段预留的负旋转备用的容量，P_i^t表示第i台火电机组在t调度时段的计划发电功率，CF_i表示第i台火电机组的燃料成本函数，火电机组的燃料成本函数表示为机组出力P_i^t的二次函数：

CF_i(P_i^t)＝a_i(P_i^t)²+b_iP_i^t+c_i (2)

其中，a_i、b_i和c_i分别为火电机组i的燃料成本的二次项系数、一次项系数和常数项；

(2)上述双边随机电网调度模型的约束条件，包括：

(2-1)电网功率平衡约束，表达式如下：

其中，表示第j个可再生能源电站在t调度时段的计划参考出力，表示第k个负荷在t调度时段的大小，N_W表示风电场的数量，N_D表示负荷的数量；

(2-2)电网火电机组出力P_i^t的上限约束和下限约束：

其中，P_i和分别为第i台火电机组出力的上下界；

(2-3)电网风电出力计划值的上限约束和下限约束：

表示t调度时段第j个可再生能源电站的允许出力的上界；

(2-4)电网中火电机组的爬坡约束，表达式如下：

P_i^t-P_i^t-1≥-RD_iΔT (6)

P_i^t-P_i^t-1≤RU_iΔT (7)

其中，RU_i和RD_i分别为第i台火电机组向上爬坡率和向下爬坡率，ΔT表示相邻两个调度时段之间的调度间隔；

(2-5)电网中火电机组所能提供的最大备用容量约束，表达式如下：

其中，数学符号min{·}表示集合中元素的最小值；

(2-6)电网中应对可再生能源波动的备用需求约束，表达式如下：

其中，数学符号Pr{·}表示事件发生的概率，表示t调度时段内第j个可再生能源电站的实际出力，上标～表示该变量为随机变量，β表示由调度人员预先设置的最大风险水平，最大风险水平取值范围为0到0.5，任意时刻所有可再生能源电站实际出力的联合概率分布满足如下高斯混合分布：

其中，表示t调度时段所有可再生能源电站的计划出力集合，为随机向量，表示随机向量的概率密度函数，Y表示的值，N(Y,μ_m,Σ_m)表示混合高斯分布的第m个组分，M为混合高斯分布的组分个数，ω_m表示混合高斯分布的第m个组分的权重系数，且满足所有组分的权重系数之和等于1，μ_m代表第m个组分的平均值向量，Σ_m代表第m个组分的协方差矩阵，det表示矩阵的行列式，上标T表示矩阵的转置；

(2-7)电网线路潮流约束，表达式如下：

其中，G_l,i为电网中第l条线路对第i台火力发电机组有功出力的转移分布因子，G_l,j为第l条线路对第j个可再生能源电站的有功出力转移分布因子，G_l,k为第l条线路对第k个负荷的转移分布因子，上述各转移分布因子分别从电网调度中心获取，L_l为第l条线路上的有功功率上限，η为电网线路上的有功功率超过线路有功功率上限的风险水平，由调度员设定，表示第i台火电机组在t调度时段的实际出力，其表达式为：

其中α_i为第i台火电机组的功率分配系数，由火电机组的额定容量占所有参与发电的火电机组的总容量的比例确定；为了满足电网在任意调度时刻的功率平衡，所有火电机组的功率分配系数之和等于1，代表所有可再生能源电站的实际出力和计划出力之间的功率差额；将的表达式(14)代入电网线路潮流约束(13)，约束(13)转化为：