一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，該方法以電力公司進行中長期交易計劃和運營計劃為背景，針對需要大規(guī)模接納風電的現(xiàn)實問題，建立了交易運營一體化數(shù)學模型，優(yōu)化的目標函數(shù)是系統(tǒng)總運行成本最小和風電消納最大，約束條件包括電網運行的安全約束和發(fā)電機運行的物理約束，為了降低模型的求解維度，提出了計劃尺度的壓縮和映射技術，將中長期計劃時間尺度壓縮到典型周時間尺度，先通過優(yōu)化計算得到典型周的計劃，再由映射關系形成所需要的中長期時間尺度的計劃，可以幫助需要大規(guī)模消納風電的電力公司制定中長期交易計劃和運營計劃，提高決策的科學性和有效性，有助于提高風電的接納水平，降低電能的生產成本。
【專利說明】—種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力公司的中長期決策計劃領域，尤其涉及考慮風電的中長期交易計劃和運營計劃的制定。
【背景技術】
[0002]在日前及實時運行階段，由于可調節(jié)資源有限，為滿足電網安全運行的備用要求，難以保障風電的全額消納。而在中長期運營計劃階段，擁有更多的優(yōu)化配置手段，可以通過對不同時間周期上多種類發(fā)電資源與輸電資源的協(xié)調與優(yōu)化，提升清潔能源的接納水平。另一方面，對于電能供應大于電能需求的地區(qū)，短期內大幅提升地區(qū)內的負荷需求不現(xiàn)實，將地區(qū)內的富余電能通過交易手段，外送到區(qū)外進行消納是當前改善供需不平衡的最現(xiàn)實也是最有效的方法。
[0003]目前國內外對于考慮風電接納的研究，主要集中在電力系統(tǒng)運營計劃的研究，尤其是電力系統(tǒng)的短期運營計劃，較少涉及到中長期的運營計劃，中長期的交易計劃方面，關于風電接納的研究尚未見報道。區(qū)別于電力系統(tǒng)短期計劃，中長期計劃時間尺度一般為月、季或年，中長期計劃不是簡單地將短期計劃問題進行時間尺度上的延展，關鍵在于研究的興趣不同，中長期計劃并不在于直接服務于實際的生產計劃，因為在較長的時間尺度下，許多因素是不確定的，比如負荷需求，風電出力等等。中長期計劃問題更主要地是分析系統(tǒng)中投資、政策、市場等因素的改變所產生的影響，通過方案分析幫助指導策略的制定，同時也對未來的短期計劃有一定地參考作用。交易計劃一般以供需雙方簽訂合同電量的方式實現(xiàn)交易，合同電量是雙方根據(jù)自己的供需預測確定的，簽訂交易電量的總額和價格，但是如何確保簽訂的合同電量在運營階段有效實施一直以來是一個難點。
[0004]由于風電具有不確定性和反調峰特性，如果不把系統(tǒng)的交易計劃和運營計劃進行統(tǒng)籌考慮，將直接導致制定的交易計劃在實際運營階段不可行，需要實時調整，失去交易計劃制定的意義，此外也將導致電能的生產成本升高。因此中長期計劃的制定需要將該地區(qū)電量外送交易計劃和地區(qū)內運營計劃相結合進行統(tǒng)一考慮。目前電力公司在實際工作中尚沒有考慮風電接納的中長期交易運營計劃決策的數(shù)學模型。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案。
[0007]—種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，包括以下步驟:
[0008]第一步，建立多目標的優(yōu)化模型，優(yōu)化模型的第一個目標函數(shù)是系統(tǒng)的總運行費用最小，優(yōu)化模型的第二個目標函數(shù)是風電接納量最大，風電接納量用系統(tǒng)在每時段接納的風電功率表示，優(yōu)化模型的約束條件包括系統(tǒng)的備用容量約束、系統(tǒng)外送交易電量合同約束、外送電量交易方式約束以及系統(tǒng)的功率平衡約束，優(yōu)化模型的決策變量包括風電的接納量、機組出力和啟停狀態(tài)變量以及外送交易功率；[0009]第二步，通過將系統(tǒng)風電接納量最大轉化為系統(tǒng)棄風成本最小實現(xiàn)所述第一個目標函數(shù)與第二個目標函數(shù)的協(xié)調，得到新的目標函數(shù)；
[0010]第三步，在約束條件下，根據(jù)典型周的數(shù)據(jù)由所述新的目標函數(shù)求解得到典型周的計劃，利用典型周的計劃映射得到月計劃，典型周的數(shù)據(jù)是每個月的任意周的負荷值或將每個月各周對應時段的負荷值取平均。
[0011]所述系統(tǒng)的備用各量約束表不為:
【權利要求】
1.一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:該運營計劃獲取方法包括以下步驟: 第一步，建立多目標的優(yōu)化模型，優(yōu)化模型的第一個目標函數(shù)是系統(tǒng)的總運行費用最小，優(yōu)化模型的第二個目標函數(shù)是風電接納量最大，風電接納量用系統(tǒng)在每時段接納的風電功率表示，優(yōu)化模型的約束條件包括系統(tǒng)的備用容量約束、系統(tǒng)外送交易電量合同約束、外送電量交易方式約束以及系統(tǒng)的功率平衡約束； 第二步，通過將系統(tǒng)風電接納量最大轉化為系統(tǒng)棄風成本最小實現(xiàn)所述第一個目標函數(shù)與第二個目標函數(shù)的協(xié)調，得到新的目標函數(shù)； 第三步，在約束條件下，根據(jù)典型周的數(shù)據(jù)由所述新的目標函數(shù)求解得到典型周的計劃，利用典型周的計劃映射得到月計劃，典型周的數(shù)據(jù)是每個月的任意周的負荷值或將每個月各周對應時段的負荷值取平均。
2.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述系統(tǒng)的備用容量約束表不為:
3.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述系統(tǒng)外送交易電量合同約束表示為:
4.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述外送電量交易方式約束表示為:
5.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述系統(tǒng)的功率平衡約束表示為:

6.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述優(yōu)化模型的約束條件還包括發(fā)電機出力上下限約束、發(fā)電機最小連續(xù)啟停時間約束、發(fā)電機的電量約束以及線路的輸電容量約束。
7.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述新的目標函數(shù)表示為:
8.根據(jù)權利要求1所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述利用典型周的計劃映射得到月計劃的具體方法為:假設典型周總電量為Qw，_，典型周所在計劃月的總電量為Qmi_，計劃月壓縮到典型周的映射系數(shù)為
9.根據(jù)權利要求7所述一種考慮風電接納的中長期交易運營計劃獲取方法，其特征在于:所述運營計劃獲取方法還包括以下步驟:計劃尺度為季度或年度時，將季度或年度對應的各個月的月計劃結果累加。
【文檔編號】H02J3/00GK103633641SQ201310539274
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】別朝紅, 胡國偉, 呂家君, 劉瑞峰, 薛必克 申請人:西安交通大學