專利名稱：一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行和控制領(lǐng)域，特別涉及一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
隨著全球能源供應(yīng)安全和氣候變化問題的日趨嚴(yán)峻，風(fēng)能作為可再生能源中成本較低、技術(shù)較成熟、可靠性較高的綠色能源，近年來發(fā)展迅速并已成為世界能源的重要組成部分。截至2010年底，我國累計風(fēng)電裝機容量達到44. 73GW，位居世界首位，并已規(guī)劃了多個千萬千瓦級大型風(fēng)電基地。風(fēng)電具有隨機性和間歇性的特點，導(dǎo)致風(fēng)電功率波動較大，大 規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)將給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟、安全運行帶來新的挑戰(zhàn)。其中，適應(yīng)風(fēng)電接入的電網(wǎng)發(fā)電調(diào)度策略是一個亟需解決的問題。國內(nèi)外學(xué)者針對考慮風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)發(fā)電調(diào)度問題展開了初步探索，但目前還存在2個問題有待解決。首先，風(fēng)電的出力具有不確定性的特點，其出力的最大值受到風(fēng)電場風(fēng)速的限制，而火電廠在實際運營中會受到CO2排放的限制，但在制定含風(fēng)電場的電網(wǎng)發(fā)電計劃時未考慮風(fēng)電出力的不確定性和常規(guī)火電機組在發(fā)電過程中產(chǎn)生的CO2量的限制，從而不符合實際情況，也不能滿足調(diào)度的安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性；其次，電力系統(tǒng)發(fā)電調(diào)度問題具有高維數(shù)、非凸、非線性、多約束的特點，很難找出理論上的最優(yōu)解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述缺陷公開了一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法，本發(fā)明的目的在于提出一種基于混沌差分進化算法的風(fēng)電場低碳發(fā)電調(diào)度方法。本發(fā)明的風(fēng)電場低碳發(fā)電調(diào)度方法包含兩部分內(nèi)容(I)建立了含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型，該模型以燃煤火電機組的燃料費用最小為目標(biāo)函數(shù)，在約束條件中除了考慮功率平衡約束和火電機組出力約束外，還考慮了 CO2排放約束和風(fēng)電出力不確定性約束(風(fēng)電機組最大出力約束)。(2)針對標(biāo)準(zhǔn)差分進化算法易陷入局部收斂和早熟的缺點，提出一種混沛差分進化算法⑶E(Chaotic Differential Evolution)對所建立的含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型進行求解。一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法包括以下步驟I)建立含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型；2)使用混沌差分進化算法對所建立的含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型進行求解。所述步驟I)具體包括以下步驟
iVG11)建立目標(biāo)函數(shù)IninjP = Hf (f)，即以最小化燃煤機組的燃料費用作為目
i=\
標(biāo)函數(shù)；F為所有燃煤機組的總?cè)剂腺M用；Ne為燃煤機組的數(shù)量A為第i燃煤機組的有功出力A(Pi)為考慮閥點效應(yīng)的第i燃煤機組的耗量特性；
權(quán)利要求
1.一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法，其特征在于，它包括以下步驟 1)建立含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型； 2)使用混沌差分進化算法對所建立的含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型進行求解。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟I)具體包括以下步驟 iVG 11)建立目標(biāo)函數(shù)IninjP= Hf (f)，即以最小化燃煤機組的燃料費用作為目標(biāo)函i=\數(shù)疋為所有燃煤機組的總?cè)剂腺M用；Ne為燃煤機組的數(shù)量A為第i燃煤機組的有功出力；Fi(Pi)為考慮閥點效應(yīng)的第i燃煤機組的耗量特性； F1(P1) = Ch +# +M2+1 ^ Sinifl(Prmni-Pl)) I 式中，a,,匕、Ci為第i燃煤機組的三個燃料成本系數(shù)，e,和&為第i燃煤機組的兩個閥點效應(yīng)系數(shù)Tmimi為第i燃煤機組的有功出力下限； 12)建立第一不等式約束 f___>v 2Hn^Fr I ^VjV^ pd+pl~2J- γ, “ Wr-Vjv4 ⑷ Vr-VaIV 上式中，Pd為電力系統(tǒng)負荷需求；Ρ^為電力系統(tǒng)網(wǎng)損，Vnl為風(fēng)電場的平均風(fēng)速；Vd、'和V。。分別為每個風(fēng)電機組的切入風(fēng)速、額定風(fēng)速和切出風(fēng)速；Wft為風(fēng)電場額定出力；p為滿足電力系統(tǒng)負荷需求的置信水平； NG 13)建立第二不等式約束五=Ha1+P1P1 + 7^)< Elimit，該不等式約束為CO2排放 1=1約束，該不等式約束中，E為電力系統(tǒng)CO2排放總量；a i、1和Yi為第i燃煤機組的三個CO2排放量特性系數(shù)；Eliniit為電力系統(tǒng)CO2排放限值； 14)建立第三不等式約束Pmimi^ Pi ^ Pmaxii,該不等式約束為風(fēng)電機組出力約束，該不等式約束中，Pmaxii為第i燃煤機組的有功出力上限；i取I-Nc ； 15)建立第四不等式約束O( Wtj ( Wrj 從風(fēng)電場獲得第j風(fēng)電機組的額定功率W _，W 為第j風(fēng)電機組的有功出力；j取1_NW，NwS風(fēng)電機組數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法，其特征在于，所述第一不等式約束的建立過程如下 用^表示風(fēng)電場的實際出力，采用概率的形式描述功率平衡約束其中，為成立的概率；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法，其特征在于，所述第i燃煤機組的三個CO2排放量特性系數(shù)ai、1和Yi是根據(jù)電廠的有害氣體排放監(jiān)測數(shù)據(jù)采用擬合方法得出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括以下步驟； 21)Tent映射的數(shù)學(xué)表達式為
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于電力系統(tǒng)運行和控制領(lǐng)域的一種含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度方法。它包括以下步驟1)建立含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型；2)使用混沌差分進化算法對所建立的含風(fēng)電場的低碳發(fā)電調(diào)度模型進行求解。本發(fā)明的有益效果為1)更準(zhǔn)確地反映實際風(fēng)電場的情況，使基于此制定的調(diào)度方案更可靠；2)考慮CO2排放約束，從而滿足環(huán)保型的要求；3)以燃煤火電機組的燃料費用最小為目標(biāo)，從而保障調(diào)度的經(jīng)濟型。本發(fā)明的基于混沌差分進化算法的風(fēng)電場低碳發(fā)電調(diào)度方法，能夠很好的解決電力系統(tǒng)發(fā)電調(diào)度具有高維數(shù)、非凸、非線性、多約束的問題，并且能夠克服標(biāo)準(zhǔn)差分進化算法易陷入局部收斂和早熟的缺點。
文檔編號H02J3/00GK102646982SQ20121012790
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者劉若溪, 吳旭, 張建華, 朱星陽, 楊媛媛, 蔣程, 邱威 申請人:華北電力大學(xué)