[发明专利]一种考虑风电随机性的电力系统广域协调消纳方法

摘要

一种考虑风电随机性的电力系统广域协调消纳方法，所述方法包括以下步骤：a.将多区域互联电网解耦为几个相对独立的区域；b.建立不考虑风电随机性的预测场景下的多区域动态经济调度模型；c.建立引入风电误差场景的随机动态经济调度模型；d.交替求解全网分散优化问题和区域随机优化问题，得到各边界节点的相角值。本发明采用了多代理技术，不仅可在确保数据隐私和调度独立的情况下消纳大规模随机风电，而且能够实现不同区域风电资源的优势互补，使得电网留有更多的裕度以应对风电的随机性。该方法采用目标级联分析法求解全网分散动态经济调度模型和各区域随机动态经济调度问题，其计算速度较快，适用于求解大规模电网动态经济调度问题。

主权项

1.一种考虑风电随机性的电力系统广域协调消纳方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：a.将多区域互联电网解耦为几个相对独立的区域，不同区域之间通过联络线边界节点变量互联；b.建立不考虑风电随机性的预测场景下的多区域动态经济调度模型：①建立集中式多区域动态经济调度模型：其中，B_a、D_a和E_a为a区域内部约束方程的系数矩阵；P_a为a区的火电机组出力向量；θ_a为a区内部节点电压相角向量；在a区的联络线边界节点中，Z^aa为属于a区的节点集合，Z^ab为不属于a区的节点集合；m、n为边界节点；分别为a区中的m、n节点在时刻t的相角值，分别为b区中的m、n节点在时刻t的相角值；f_a为a区的发电费用和弃风惩罚费用之和，即：其中，分别为a区常规机组i的发电费用系数；q为弃风惩罚系数；为a区常规机组i在时段t的有功出力，为a区的风电场w在时段t的预测有功出力，为该风电场在时段t的调度有功出力；N为总区域数，N_T为调度总时段数，为a区总常规机组数，为a区总风电场数；②基于多代理技术利用目标级联分析法(ATC)求解多区域动态经济调度模型：在每一个分解后的子区域中构建各区域代理(Agent)，再构建一个虚拟的总协调Agent，将上述集中式动态经济调度模型分为区域优化子问题和总协调主问题：各区域电网优化子问题模型如下：其中，为耦合约束中的拉格朗日乘子，为二次罚函数乘子；为第k次迭代总协调主问题下发到子问题的边界节点相角值；分别为各区域电网中的边界节点相角值；总协调主问题模型如下：其中，别为总协调Agent的边界节点相角值；为第k次迭代各区域电网子问题上传到总协调Agent的边界节点相角值；③迭代求解主、子问题；c.建立引入风电误差场景的随机动态经济调度模型，具体方法如下：①各区域电网的误差场景子问题目标函数：其中，S为误差场景个数；ps为第s个场景出现的概率；ΔWw,t,s为第s个场景下第w个风电场在时刻t的弃风功率，ΔDt,s为第s个场景下时刻t的虚拟切负荷功率；cd为虚拟切负荷惩罚费用；NT为调度总时段；NW为风电场总数；约束条件：区域内部节点直流潮流方程：其中，是在第s个场景下a区在时段t的火电机组出力向量，为风电场调度出力向量，为节点负荷向量；S_B为潮流基准值；B^a为a区忽略支路电阻和对地支路的节点导纳矩阵；为第s个场景下a区在时段t的节点相角向量；火电机组出力上下限约束：其中，和分别为火电机组i的有功出力下限和上限；为第s个场景下a区的常规机组i在时段t的有功出力；风电机组出力上下限约束：其中，为a区的风电场w在时段t的预测有功出力；机组爬坡与滑坡约束：其中，和分别为机组i的有功出力爬坡和滑坡限制；N_T为总调度时段；线路传输功率约束：其中，为第s个场景下a区的线路kl在时段t的传输功率值;分别为第s个场景下节点k、l在时刻t的相角值；为该线路的最大传输功率值；为线路kl的电抗值；同一时段预测场景与误差场景下的出力调节速率约束：‑Δi≤Pi,t‑Pi,t,s≤Δi其中，Δi为火电机组i在10分钟内可以迅速调节的出力增量；Pi,t为预测场景下该区域内常规机组i在时段t的有功出力；Pi,t,s第s个场景下该区域内常规机组i在时段t的有功出力；边界节点相角值约束：其中，分别为第s个场景下和预测场景下区域a中节点m在时段t的节点相角值；别为第s个场景下和预测场景下区域a中节点n在时段t的节点相角值；②预测场景主问题目标函数：其中，为a区域的中间变量，D为中间变量的个数；F_a为最优切割系数向量；M_a、N_a为最优切割系数矩阵；e为单位向量；为a区的火电机组出力向量的转置；为a区内部节点电压相角向量的转置；d.交替求解全网分散优化问题和区域随机优化问题，得到各边界节点的相角值。