[发明专利]一种计及风电接入不确定性的经济运行评估方法

摘要

一种计及风电接入不确定性的经济运行评估方法。其包括步骤(1)随机经济调度模型建立；步骤(2)最优经济调度方案计算；步骤(3)消纳风电能力评价。本发明提供的计及风电接入不确定性的经济运行评估方法的有益效果突破了传统只考虑发电侧作为调度资源的局限，将可中断负荷作为用户侧的互动资源纳入到经济调度计划中，同时考虑了大规模风电场的接入，建立了计及可中断负荷和风电接入的随机经济调度模型，并提出了蒙特卡罗模拟仿真和改进的原‑对偶内点法相结合的综合优化调度方法，有效降低了系统运行成本，并能够在一定程度上平衡风电波动性对电网带来的负面影响，有利于提高系统消纳风电的能力。

主权项

一种计及风电接入不确定性的经济运行评估方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序执行的下列步骤：步骤(1)随机经济调度模型建立：由实际的电力系统数据，确定参与经济调度的可中断负荷数据，建立相应的随机经济调度模型，其中包括风电输出功率模型建立、可中断负荷模型的建立和某一调度周期t内随机经济调度模型的建立；步骤(2)最优经济调度方案计算：在某一调度周期t内，采用蒙特卡罗方法对风电场的输出功率进行模拟，根据抽样样本所得的风电随机输出功率及电力系统实际数据，以系统总成本最小为目标，采用原‑对偶内点法对步骤(1)中所建立的调度模型进行优化计算，得到该抽样样本的最优经济调度方案；计算并判断该样本结果的标准差，直至满足要求；统计计算结果的最大值、平均值及标准差参数，形成经济调度方案的统计性结果，即得到本方法的最终结果；步骤(3)消纳风电能力评价：对比模型中有无可中断负荷情况下机组出力随风电输出功率的波动情况，通过计算各机组出力波动的最大值、平均值及标准差参数，分析可中断负荷模型的接入及所得经济调度方案对系统消纳风电能力的影响；在步骤(1)中，所述的随机经济调度模型建立的具体过程包括按顺序执行的下列步骤：步骤1.1)风电输出功率模型的建立：将各个风电场的实际输出功率表示为风电预测出力和风电偏差量的和，其随机模型表示为：PW,Δm~N(μWm,σWm2)]]>μWm＝0，σWm＝PWym/α+Wwindm/βm＝1,2,…,NW其中，μWm和σWm分别为该正态分布的期望和标准差；PWym为各个风电场在t时段内风电的预测功率；Wwindm为各个风电场的总装机容量；α和β为标准差参数；NW为风电场个数；则在t时段内风电的实际输出功率表示为：PW＝PWy+PW,△其中，PW、PWy、PW,Δ均为NW×1的列向量，PW代表了风电在t时段内发出的功率；对风电功率偏差量进行随机抽样，模拟得到风电波动的集合：{PW,Δ(1),PW,Δ(2),...,PW,Δ(NM)}]]>其中，PW,Δ(n)为第n次抽样状态的风电波动量；NM为样本总数；则对应的风电实际输出功率为：{PW(1),PW(2),...,PW(NM)}]]>步骤1.2)可中断负荷模型的建立：可中断负荷的调用成本由对可中断用户的中断容量补偿成本和实际调用的中断电量补偿成本两部分构成；其中容量补偿成本为固定成本，容量补偿价格由最大中断能力确定；在某一调度周期t时段内，可中断负荷的调用成本模型表示为：fDR,j＝Ccap,jCapDR,j+Cpower,jPDR,j其中，fDR,j为对第j个可中断用户支付的总补偿；Ccap,j为第j个用户的容量补偿价格；CapDR,j为第j个用户的最大可中断能力；Cpower,j为第j个用户的单位中断负荷补偿价格；PDR,j为第j个用户在实际调度中的中断电量,为0时表示未被调用；步骤1.3)随机经济调度模型的建立：将上述所建立的可中断负荷模型和风电输出功率模型纳入到调度计划模型中，在某一调度周期t时段内，随机经济调度的目标函数为：Minf(PG,i,PDR,j)=Min(Σi=1NGfG,i+Σj=1NDRfDR,j)]]>fG,i=aiPG,i2+biPG,i+ci]]>其中，PG,i为机组i的有功出力；NG和NDR分别表示系统的机组总数量及参与可中断的用户数量；fG,i为机组i的运行费用；ai、bi、ci分别为机组运行费用二次函数的相关系数；模型中考虑的约束条件包含等式约束条件和不等式约束条件，其中等式约束条件为：Σi∈kPG,i+Σm∈kPW,m-(PL,k-Σj∈kPDR,j)-VkΣl=1NVl(Gklcosθkl+Bklsinθkl)=0Σi∈kQG,i-(QL,k-Σj∈kQDR,j)-VkΣl=1NVl(Gklcosθkl-Bklsinθkl)=0,k=1,2,...,N]]>其中，QG,i为机组i的无功出力；PL,k和QL,k分别为节点k的有功和无功负荷；Vk、Vl分别表示节点k、l的电压幅值；Gkl、Bkl分别表示支路kl的电导和电纳；θkl为节点k的电压与节点l的电压之间的相角差；N为系统的节点总数；不等式约束条件包含节点电压约束、机组有功及无功出力约束、可中断负荷可调能力约束和线路潮流约束，表示为：其中，Vk.min和Vk.max分别表示节点k的电压幅值上下限；PG,i.min、QG,i.min和PG,i.max、QG,i.max分别为机组i的有功、无功出力上下限；PDR,j.min和PDR,j.max分别为第j个可中断负荷的可调能力上下限；Ll为流过线路l的电流，Ll.max为线路l热稳定约束下的最大电流限值；Nl为系统的总线路条数。