[发明专利]用于风储蓄电力系统的优化调度方法、装置及计算机设备

权利要求书

1.一种用于风储蓄电力系统的优化调度方法，其特征在于，包括：

建立含火电机组、风电机组、抽蓄机组和电池储能的风储蓄电力系统频率响应模型；

根据所述风储蓄电力系统频率响应模型，确定风储蓄电力系统的系统频率最低点和系统最小惯量需求；

以日前调度阶段的系统运行成本最低和日内调度阶段的系统运行成本最低作为目标函数，以日前调度阶段约束、日内调度阶段约束、系统频率最低点约束和系统最小惯量需求约束作为约束条件，建立风储蓄电力系统调度模型，其中，所述日前调度阶段约束和所述日内调度阶段约束包括风电机组运行约束、火电机组运行约束、抽蓄机组运行约束、电池储能运行约束、直流潮流约束、相角约束、日前调度阶段节点功率平衡约束和日内调度阶段节点功率平衡约束；

求解所述风储蓄电力系统调度模型，得到优化调度结果；

所述目标函数的表达式为：

；

；

；

；

；

；

；

；

；

其中，代表日前调度阶段的系统运行成本，代表日前调度阶段的火电机组启停成本，代表日前调度阶段的抽蓄机组启停成本，代表日前调度阶段的火电机组发电成本，代表日前调度阶段的风电机组弃风成本，代表日内调度阶段的系统运行成本，代表日内调度阶段的火电机组发电成本，代表日内调度阶段的风电机组弃风成本，代表日内调度阶段的电池储能充放电成本，T代表日前调度阶段的调度时间，代表日内调度阶段的调度时间，代表火电机组的数量，代表抽蓄机组的数量，代表风电机组的数量，代表第i台火电机组的单次开机成本，代表第i台火电机组的单次停机成本，代表第j台抽蓄机组的单次开机成本，代表第j台抽蓄机组的单次停机成本，代表第i台火电机组在t时段运行状态的布尔变量，取1为开机，取0为停机，代表第i台火电机组在t-1时段运行状态的布尔变量，取1为开机，取0为停机，代表第j台抽蓄机组在t时段是否处于发电工况的布尔变量，取1为是，取0为否，代表第j台抽蓄机组在t-1时段是否处于发电工况的布尔变量，取1为是，取0为否，代表第j台抽蓄机组在t时段是否处于抽水工况的布尔变量，取1为是，取0为否，代表第j台抽蓄机组在t-1时段是否处于抽水工况的布尔变量，取1为是，取0为否，、和代表第i台火电机组的煤耗成本系数，代表第i台火电机组在t时段的总出力，代表第g台风电机组在t时段的单位弃风量惩罚成本，代表第g台风电机组在t时段的日前预测功率，代表第g台风电机组在t时段的计划上网功率，代表第i台火电机组在m时段的总出力，代表第g台风电机组在m时段的单位弃风量惩罚成本，代表电池储能的数量，代表第k台电池储能在m时段的单位充放电电量寿命折损费用，代表第k台电池储能在m时段的充电功率，代表第k台电池储能在m时段的放电功率，代表第g台风电机组在m时段的日内预测功率，代表第g台风电机组在m时段的计划上网功率；

所述风电机组运行约束的表达式为：

；

所述火电机组运行约束的表达式为：

；

；

；

其中，代表第i台火电机组的出力下限值，代表第i台火电机组的出力上限值，代表第i台火电机组在t-1时段的总出力，代表第i台火电机组的上爬坡速率，代表第i台火电机组的下爬坡速率，代表第i台火电机组的最小开机时间，代表第i台火电机组的最小停机时间，代表第i台火电机组至t-1时段已连续开机的时间，代表第i台火电机组至t-1时段已连续停机的时间；

所述抽蓄机组运行约束的表达式为：

；

；

；

；

；

；

其中，代表第j台抽蓄机组在t时段的发电功率，代表第j台抽蓄机组在t时段的抽水功率，代表第j台抽蓄机组在处于发电工况下的出力下限值，代表第j台抽蓄机组在处于发电工况下的出力上限值，代表第j台抽蓄机组在处于抽水工况下的出力下限值，代表第j台抽蓄机组在处于抽水工况下的出力上限值，代表抽蓄机组在24小时内启停次数的上限值，代表抽蓄机组在发电工况下的水量电量转换系数，代表抽蓄机组在抽水工况下的水量电量转换系数，代表时间步长，代表抽蓄电站上水库的蓄水量，代表抽蓄电站上水库的蓄水量的下限值，代表抽蓄电站上水库的蓄水量的上限值，代表在调度周期的初始时刻抽蓄电站上水库的蓄水量，代表在调度周期的结束时刻抽蓄电站上水库的蓄水量；

所述电池储能运行约束的表达式为：

；

；

；

其中，代表第k台电池储能的额定功率，代表第k台电池储能在m时段是否处于充电状态的布尔变量，取1为是，取0为否，代表第k台电池储能在m时段是否处于放电状态的布尔变量，取1为是，取0为否，代表电池储能的额定容量，代表第k台电池储能的最小电量，代表第k台电池储能的电量，代表第k台电池储能的最大电量，代表第k台电池储能在m时段的电量，代表第k台电池储能在m-1时段的电量，代表电池储能的充电效率，代表电池储能的放电效率，代表1小时内的单位时段数量；

所述直流潮流约束的表达式为：

；

其中，代表在t时段连接节点b和节点之间线路的有功功率，代表节点b和节点之间的导纳，代表在t时段节点b的相角，代表在t时段节点的相角，Line₁代表输电线路集合，代表在t时段连接节点b和节点之间线路的有功功率下限值，代表在t时段连接节点b和节点之间线路的有功功率上限值；

所述相角约束的表达式为：

；

其中，代表节点b的相角下限值，代表节点b的相角上限值；

所述日前调度阶段节点功率平衡约束的表达式为：

；

其中，代表第k台电池储能在t时段的充电功率，代表第k台电池储能在t时段的放电功率，代表与节点b相连的节点集合，代表在t时段节点b的负荷量；

所述日内调度阶段节点功率平衡约束的表达式为：

；

其中，代表第j台抽蓄机组在m时段的发电功率，代表第j台抽蓄机组在m时段的抽水功率，代表在m时段连接节点b和节点之间线路的有功功率，代表在m时段节点b的负荷量；

所述风储蓄电力系统频率响应模型的表达式为：

；

其中，代表系统总惯量，D代表负荷阻尼系数，代表系统发生扰动后出现的不平衡功率，代表系统内所有发电机的机械功率改变总量，代表系统的频率变化量。