[发明专利]一种含风、光、储、蓄联合系统多时间尺度优化方法

权利要求书

1.一种含风、光、储、蓄联合系统多时间尺度优化方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)提前24小时尺度的分辨率为1小时，在本阶段得到优化火电机组的出力，建立提前24小时尺度调度计划：

①以火电机组煤耗成本以及机组启停成本最小为目标机组，建立以下最优组合模型；

式中，F为机组在24小时内的发电成本；T为一天24小时；i是火电机组指标；NG为火电机组总数；U_g,i(t)为火电机组i在t时刻的运行状态；C_g,i,t为火电机组i在t时刻的煤耗成本；其中a_g,i、b_g,i、c_g,i为火电机组i的燃料系数；P_g,i,t为火电机组i在t时刻的有功功率输出；为火电机组i的启、停成本；

②火电机组爬坡约束：

-RD≤P_g,i,t-P_g,i,t-1≤RU (3)

式中，RD、RU为火电机组的爬坡约束上、下限；P_g,i,t-1为火电机组i在t-1时刻的有功率输出；

③火电机组功率上下限约束：

式中，为火电机组的出力上、下限；

④火电机组开停时间约束：

式中，为火电机组i在t-1时刻的连续开机时间；为火电机组i最小连续开机时间；为火电机组i在t-1时刻的连续关机时间；为火电机组i最小连续关机时间；

⑤系统功率平衡约束：

式中，P_L,g,t为t时刻的系统负荷；P_w,g,t、P_v,g,t为风电、光伏提前24小时的预测数据；

⑥系统旋转备用约束：

式中，为t时刻上旋转备用容量；

⑦输电线路的输电能力约束：

式中，为t时刻支路的有功功率；为支路最大传输功率限值；

2)在提前1小时尺度中，确定抽水蓄能机组的最优出力，修正提前24小时计划所留下的出力偏差，建立提前1小时尺度调度计划：

①使抽水蓄能机组的运行成本最小化，建立目标函数如下：

式中，为抽水蓄能机组在t时刻发电状态成本；为抽水蓄能机组在t时刻抽水状态成本；

②抽水蓄能机组发电与抽水出力约束：

式中，P_i^mingen、P_i^maxgen为抽水蓄能机组i的最小、最大发电状态出力限制；P_i^minpum、P_i^maxpum为抽水蓄能机组i最小、最大抽水状态出力限制；

③抽水和发电工况约束：

x_i,h,t+y_i,h,t”1 (14)

式中，x_i,h,t、y_i,h,t为抽蓄机组发电、抽水的状态变量，即抽蓄机组不可以同时工作在两种工况下；

④容量约束：

W_min”W_t”W_H (15)

式中，W_t为抽水蓄能机组在t时刻蓄水量；W_min为抽水蓄能机组的最小蓄水量；W_H为抽水蓄能电在额定库容；

⑤容量平衡约束：

式中，W_t+1为抽水蓄能机组t+1时刻水库容量；η_pum、η_gen为发电效率、抽水效率；

⑥系统功率平衡约束：

式中，P_L,h,t、P_w,h,t、P_v,h,t为提前一小时尺度负荷、风电、光伏的预测值；P_h,i,t为抽蓄机组的最优出力，P_g,i,t是已经求解并作为已知的火电机组最优功率输出；

⑦系统旋转备用约束：

式中，为抽水蓄能机组发电状态下的最大发电量；为抽水蓄能机组抽水状态下的最大耗电量；为发电状态、抽水状态下的旋转储备约束；

⑧线路传输功率约束：

式中，为t时刻支路的有功功率；为支路最大传输功率限值；

3)根据火电机组、抽水蓄能机组最优出力为基础，在考虑电池安全条件下，利用蓄电池响应速度快的优势，在未来15分钟内得到蓄电池组最佳充放电功率，以抵消提前24小时和提前1小时尺度计划的功率缺额，建立提前15分钟尺度调度计划：

①考虑电池折旧成本的目标函数如下：

式中，F₂为15分钟尺度的电池折旧成本；分别为电池在15分钟时间尺度下的充电、放电功率；为电池的成本系数；TB为一天96个时段；

②充电和放电功率约束：

式中，为15分钟尺度电池的最大充电、放电功率；

③SOC约束：

SOC_min＜SOC(i)＜SOC_max (24)

式(24)为蓄电池容量约束，其中式(25)、(26)为P_{b_sch}(i)＜0、P_{b_sch}(i)＞0时SOC在时段i内储能电站的荷电状态；SOC_max和SOC_min为SOC的上、下限；δ为蓄电池的自放电率；γ_C为储能电站的充电效率；γ_D为储能电站的放电效率；

④系统功率平衡约束：

式中：P_L,b,t、P_w,b,t、P_v,b,t为15分钟尺度下负荷、风电、光伏的预测值；P_b,i,t为蓄电池的最优出力，P_g,i,t、P_h,i,t已经求解并作为已知的火电机组、抽蓄机组最优功率输出；

⑤系统备用容量约束：

式中，为15分钟尺度下分别为充电状态、放电状态下的旋转备用约束；

⑥线路传输功率约束：

式中，为t时刻支路的有功功率；是支路最大传输功率限值。