[发明专利]一种计及特高压直流外送优化的多尺度随机生产模拟方法

说明书

本发明公开了一种计及特高压直流外送优化的多尺度随机生产模拟方法，包括获取月代表日期望场景和日期望场景；采用长周期随机生产模拟目标函数，结合获取月代表日期望场景和日期望场景数据分别进行月际生产模拟和日际生产模拟；采用短周期分布鲁棒优化目标函数，结合给定的日前预测场景和日间预测场景分别进行日前优化和日间的滚动优化；返送所述直流外送修正电量，重启月际生产模拟和日际生产模拟对剩余月进行电量优化，直到全年计划完成，本发明充分考虑不同时间尺度信息的准确性，保证了一定安全性的同时有效提高了系统运行的经济性，促进新能源的消纳。

技术领域

本发明涉及一种计及特高压直流外送优化的多尺度随机生产模拟方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

中国“双碳”目标将推动新能源的高速发展，预计到2030年，风电和太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。由于负荷与新能源装机的逆向分布、灵活调节电源比重低、电网互联互通水平有限等原因，局部地区新能源消纳矛盾日益突出。可以跨区外送富余电力实现新能源发电的消纳，其中特高压直流输电在风光资源跨区消纳中起到了重要作用。通常根据区间长期合约交易电量为特高压直流输电制定日间固定阶梯的送电方式，既难以充分发挥直流输电的功率调节潜力，也无法适应送端电网风电和光伏等新能源发电出力的随机性和波动性，易引起送端电网新能源的弃电，增大送端电网传统机组的调峰压力。因此，如何充分考虑送端电网风电和光伏等新能源出力的不确定性，在年/月/日尺度上合理分配区间长期合约交易电量，制定送端电网各机组的出力计划，对促进送端电网新能源消纳和确保互联电网安全稳定运行具有重要意义。

目前电力系统通过直流联络线跨省跨区调度的研究多集中于省区级安全约束经济调度优化。已有的涉及直流输电计划的研究多侧重于在日前或日间对已知直流日外送电量进行优化分配。然而，对于已知年、月等较长时间尺度的直流外送合约电量，如何由其得到日交易电量却少有研究。此外，由于实际运行场景的不确定，还需要根据每日实际输送的电量去更新后续剩余的合约电量及其分配计划。

对于电网中渗透率逐渐增大的随机性电源，近年来，国内外学者对不确定性机组组合问题进行了大量研究，相继提出了场景法、机会约束规划和鲁棒优化等方法。其中，场景法与机会约束规划依据概率分布的统计或预测描述随机性新能源出力的不确定性，随机性新能源出力分布概率较难准确获取，使得优化结果存在安全风险。而鲁棒优化决策关注不确定参量的边界情况，优化结果偏保守。为解决上述矛盾，部分研究结合机会约束规划和鲁棒优化，建立了分布鲁棒优化方法，根据引入的描述随机变量的概率分布集合(模糊集合)建立相应的分布鲁棒调度决策模型。

电网经济调度研究中所涉及的常规机组多为火电机组，对水电、抽蓄等机组涉及较少。中国西北地区有较多的水力和风光发电资源，且区域负荷一般较小，大量的清洁能源发电通过省际直流输电线送出，计及水利发电的季节特性和库容约束进行生产模拟尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种计及特高压直流外送优化的多尺度随机生产模拟方法，克服目前电网中渗透率逐渐增大的随机性电源，如何充分考虑送端电网风电、光伏等新能源出力的不确定性并结合水电的季节特性，对于已知年、月等较长时间尺度的直流外送合约电量，在年/月/日尺度上合理分配区间长期合约交易电量，制定送端电网各机组的出力计划。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种计及特高压直流外送优化的多尺度随机生产模拟方法，包括：

根据系统历史运行数据提取反映负荷特性和新能源出力特性的月、日尺度的信息，获取月代表日期望场景和日期望场景；

采用长周期随机生产模拟目标函数，结合获取月代表日期望场景和日期望场景数据分别进行月际生产模拟和日际生产模拟；

采用短周期分布鲁棒优化目标函数，结合给定的日前预测场景和日间预测场景分别进行日前优化和日间的滚动优化，滚动优化机组出力以执行下送的直流外送计划；