[发明专利]计及节能风险评估的月调度方法

摘要

本发明公开了一种计及节能风险评估的月调度方法，首先借鉴经济学中半绝对离差风险的概念，建立节能调度节能风险评估指标；然后将所建指标应用于构建的月调度模型中，形成计及节能风险评估的随机规划月调度模型；再采用目标相对占优与内嵌Monte‑Carlo随机模拟技术的遗传算法进行求解，得到最优解。本发明通过节能调度节能风险评估指标实现节能风险的有效评估，反应节能风险的本质，以及采用计及节能风险评估月调度模型，为调度结构提供节能风险信息，实现节能风险的有效管理。

主权项

一种计及节能风险评估的月调度方法，其特征在于，具体步骤如下：1)建立节能调度节能风险评估指标；2)将所建的节能调度节能风险评估指标应用于月调度模型中，形成计及节能风险评估的月度随机规划调度模型；3)采用目标相对占优与内嵌Monte‑Carlo随机模拟技术的遗传算法求解计及节能风险评估的月调度随机规划调度模型，得到最优解；4)调度机构通过最优解得出完成节能调度节能风险评估指标的大小，并对节能风险进行评估及管理；所述的建立节能调度节能风险评估指标包括：1‑1)节能调度节能风险评估指标的定义为：以调度机构作为行为主体，把风电出力、负荷功率作为影响调度机构实现节能效益的不确定因素，将调度机构节能调度时系统中所有机组实现的总节能效果将会面临的节能损失严重程度作为节能风险度量指标；同时，为体现不同电源类型对节能效益的贡献，节能调度节能风险指标评估对象设定为风电和火电机组；1‑2)机组单位调度电量节能评估指标的建立：考虑火电机组出力与其煤耗率的函数关系来建立火电机组单位调度电量节能调度节能风险评估指标，过程为：首先将整个调度周期等分为多个时段，且设各时段内各火电机组出力均不变，各机组煤耗率也不变；现用t代表第t个时段数，用△t表示调度周期单位时间长度；设第t个时段内调度机构对火电机组的i的调度功率为此时段内该火电机组对应的煤耗率为简记该时段机组i对应的调度电量则Wit的煤耗量为忽略网损，调度机构获得的电量为Wb＝Wit，而Wit在期望实现的节能调度节能考核指标对应煤耗率ρb条件下其煤耗量为根据单位电量节能指标的定义，第t个时段节能调度火电机组i的单位调度电量节能调度节能风险评估指标可表示如下：Ri,Gt=(Nbt-Nit)/Wit=(ρbWit-ρi,GtWit)/Wit=ρb-ρi,Gt(Pi,Gt)---(1)]]>式中，ρb为政府给定的节能指标或者由调度机构在政府给定的节能指标内自主确定的指标；由式(1)可知，风电机组不消耗功率，则其单位调度电量节能调度节能风险评估指标RW可表示为：RW＝ρb  (2)1‑3)节能调度节能风险评估指标的建立：离差风险的风险向下思想能体现市场交易风险的本质，将其应用于电力市场购电组合的经济风险进行评估时可表示如下：E[|Σk=1Kwk(pk-uk)|_]---(3)]]>式中，式(3)(4)中，E[·]表示期望算子，pk表示第k个售电单位的收益率，uk表示第k个售电单位的收益率期望，wk表示购电单位在售电单位k的购电量，K表示售电单位个数；采用半绝对离差风险评估指标来度量购电组合经济风险，在节能调度环境下某时段内度量节能调度节能风险评估指标可表示如下：E[|Σj=1NWRj,WΔt(Pj,W-E(Pj,W))+Σi=1NGRi,GΔt(Pi,G-E(Pi,G))|_]---(5)]]>式中，NW、NG分别表示风电机组、火电机组的台数；将所建的节能调度节能风险评估指标应用于月调度模型中，形成计及节能风险评估的月度随机规划调度模型，具体过程为：2‑1)建模思路及假设条件的设立：在随机规划理论框架内构建月调度模型，考虑到火电机组启停受到其固有运行特性的时间限制，将机组启停和出力变量的优化粒度设为日峰、日腰、日谷典型负荷状态；设立的假设条件有：忽略网损对调度计划的影响；各节点、各时段负荷功率和风电场出力均服从正态分布；月负荷功率曲线、月风电场出力曲线已知；各典型负荷状态为所在地区的实际取值时间段；2‑2)模型的建立：2‑2‑1)设立目标函数为：根据节能调度节能风险的定义，所建模型的目标函数为月系统节能量期望为最大以及对应的节能风险为最小；2‑2‑1‑1)使得月节能期望达到最大：maxE{Σd=1D(Σj=1NWRd,j,WΔdPd,j,Wt+Σi=1NGud,iRd,i,GΔdPd,i,G)}---(6)]]>式中，D表示月峰、月腰和月谷总的负荷状态数，表示风电场j在第d个典型负荷状态第t个时段的出力，Pd,i,G表示第i台火电机组在第d个典型负荷状态出力，ud,i表示火电机组i在第d个典型负荷状态的启停状态，△d表示典型负荷状态持续时间长度；2‑2‑1‑2)使得月节能风险达到最小：minE{|Σd=1D(Σj=1NWRd,j,WΔd(Pd,j,W-E(Pd,j,W))+Σi=1NGud,iRd,i,GΔd(Pd,i,G-E(Pd,i,G)))|}---(7)]]>2‑3)设立约束条件：2‑3‑1)设置系统平衡约束条件：2‑3‑1‑1)系统月节能指标机会约束条件为：在风电出力及负荷功率不确定性环境下，节能考核约束条件采用机会约束形式表示如下：Pr{Σd=1D(Σj=1NWRd,j,WΔdPd,j,W+Σi=1NGud,iRd,i,GdPd,i,G)≥N}≥β1---(8)]]>式中，Pr{·}表示{·}中事件成立的概率，β1表示节能考核指标机会约束置信水平，N表示给定的月节能效益考核指标；2‑3‑1‑2)各时段功率平衡约束条件为：Σi=1NGPd,i,G+Σj=1NWPd,j,W=Σk=1KPd,k,Dd∈D---(9)]]>式中，Pd,k,D表示第d个典型负荷状态节点k的负荷功率，K表示负荷节点数；2‑3‑1‑3)假设所有旋转备用均由火电机组提供，各时段系统上下旋转备用机会约束条件为：Pr{Σi=1NGud,i(Pd,i,G,max-Pd,i,G)≥Ud,SR}≥β2d∈D---(10)]]>Pr{Σi=1NGud,i(Pd,i,G-Pi,G,min)≥Dd,SR}≥β3d∈D---(11)]]>式中，Pi,G,max、Pi,G,min分别表示火电机组i在第d个典型负荷状态可发出的最大和最小出力，Ud,SR、Dd,SR分别表示系统在第d个典型负荷状态的向上、向下旋转备用，β2、β3分别表示上下旋转备用机会约束置信水平；2‑3‑2)设置机组运行约束条件：2‑3‑2‑1)火电机组出力上下限约束条件为：ud,jPi,G,min≤Pd,i,G≤ud,iPi,G,max d∈D,i∈NG  (12)式中，Pi,G,max、Pi,G,min分别表示火电机组i的出力上下限，若机组停机则机组出力为0，若机组开机，式(12)为火电机组出力上下限约束条件；2‑3‑2‑2)火电厂月供电量合同机会约束条件为：式中，表示火电机组i属于火电厂m，Wm,G,max、Wm,G,min分别表示第m个火电厂最大、最小月供合同电量，Wm,G,max、Wm,G,min在电厂长期合同电量月分解值基础上得到，β4表示各火电厂月供电量合同机会约束置信水平；2‑3‑2‑3)火电机组最小持续开机、停机时间约束条件为：(Ti,on‑Ti,min,on)(ud,i‑ud+1,i)≥0 d∈D,i∈NG  (14)(Ti,off‑Ti,min,off)(ud+1,i‑ud,i)≥0 d∈D,i∈NG  (15)式中，Ti,on、Ti,min,on分别表示火电机组i运行持续时间及其约束值，Ti,off、Ti,min,off分别表示火电机组i停机持续时间及其约束值；2‑3‑3)设置断面潮流安全机会约束条件：式中，PL,max、PL,min表示断面L的潮流传输上下限，l表示属于关键断面L的线路，表示关键断面的集合，Gl‑i表示在机组i所在节点对支路l的发电机输出功率的转移分布因子，Gl‑k表示节点k对支路l的发电机输出功率转移分布因子，N表示发电机总节点数，β5表示断面潮流安全机会约束置信水平。