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      一種風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法、裝置及計(jì)算設(shè)備與流程

      文檔序號:11233664閱讀:733來源:國知局
      一種風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法、裝置及計(jì)算設(shè)備與流程

      本發(fā)明涉及能源電力領(lǐng)域,特別涉及一種風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法、裝置及計(jì)算設(shè)備。



      背景技術(shù):

      可再生能源的上網(wǎng)電量受到一次能源供應(yīng)和用電負(fù)荷同時率的影響。是否在某一地區(qū)進(jìn)行可再生能源項(xiàng)目投資,進(jìn)行多大規(guī)模的投資,需要考慮當(dāng)?shù)刈匀蛔匀毁Y源條件以及負(fù)荷特性。在未來電力市場環(huán)境下,作為可再生能源投資項(xiàng)目重要的收益評判指標(biāo),可再生能源在電力市場上的出清價格受傳統(tǒng)機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組出力以及負(fù)荷不確定性的影響。

      然而,現(xiàn)有的風(fēng)電投資規(guī)劃方案對于負(fù)荷水平的考量較少,沒有全面且系統(tǒng)地考慮不同負(fù)荷水平下的市場邊際價格,從而難以根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷水平、風(fēng)電出力的不確定性和傳統(tǒng)機(jī)組的出力限制,來制定最優(yōu)的風(fēng)電投資策略。因此,需要一種新的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法來改進(jìn)上述處理過程。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      為此,本發(fā)明提供一種可再生能源項(xiàng)目投資組合優(yōu)化的技術(shù)方案,以力圖解決或者至少緩解上面存在的問題。

      根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法,適于在計(jì)算設(shè)備中執(zhí)行,該方法包括如下步驟:首先建立風(fēng)電投資決策模型,風(fēng)電投資決策模型包括實(shí)現(xiàn)投資目標(biāo)年收益最大化的第一目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第一約束條件;建立系統(tǒng)運(yùn)行模型,系統(tǒng)運(yùn)行模型包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本最小化的第二目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第二約束條件;將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件;對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型;求解風(fēng)電投資優(yōu)化模型以獲取實(shí)現(xiàn)風(fēng)電投資規(guī)劃最優(yōu)的第二最優(yōu)解。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,第一目標(biāo)函數(shù)以如下公式確定:

      其中,w為投資目標(biāo)年的收益,ω為負(fù)荷場景指標(biāo),s為場景指標(biāo)數(shù),pω為負(fù)荷情景ω出現(xiàn)的概率或頻次,αn,t,pn,t(ω)分別表示在t時刻節(jié)點(diǎn)n處的風(fēng)電場單位電量收益以及風(fēng)電的發(fā)電量,為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電的單位年投資成本,zn為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電投資的裝機(jī)容量,ωup,ωlow分別表示上下層模型的決策變量集合,n為節(jié)點(diǎn)數(shù)。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,第一約束條件包括風(fēng)電出力約束、風(fēng)電場裝機(jī)容量約束和投資成本約束。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,風(fēng)電出力約束以如下公式確定:

      其中,表示給定風(fēng)速下的風(fēng)電出力,v表示風(fēng)機(jī)風(fēng)速,vcut-in、vcut-out與vr分別表示切入風(fēng)速、切出風(fēng)速及額定風(fēng)速。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,風(fēng)電場裝機(jī)容量約束以如下公式確定:

      其中,表示節(jié)點(diǎn)n處第i臺風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量,i為風(fēng)電機(jī)組的總數(shù)量。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,投資成本約束以如下公式確定:

      其中,cmax為風(fēng)電投資商的投資資金上限。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,第二目標(biāo)函數(shù)以如下公式確定:

      其中,f為系統(tǒng)運(yùn)行成本,cj,m為傳統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行成本,為傳統(tǒng)機(jī)組在t時刻的出力,j為傳統(tǒng)機(jī)組集合,m為傳統(tǒng)機(jī)組的報(bào)價區(qū)間集合。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,第二約束條件包括系統(tǒng)供需平衡約束、線路功率約束、傳統(tǒng)機(jī)組出力約束和線路電壓相角約束。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,系統(tǒng)供需平衡約束以如下公式確定:

      其中,jn表示節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)集合,o(k)和r(k)分別表示節(jié)點(diǎn)n送出節(jié)點(diǎn)以及注入節(jié)點(diǎn)的集合,ik,t(ω)表示線路k上的功率值,dn,t(ω)表示在情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的負(fù)荷,表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)j在報(bào)價區(qū)間m上的出力。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,線路功率約束以如下公式確定:

      其中,表示線路k上的最大功率值。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,傳統(tǒng)機(jī)組出力約束以如下公式確定:

      其中,分別表示發(fā)電機(jī)j出力的最小值和最大值。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,線路電壓相角約束以如下公式確定:

      δn,t(ω)=0,n=ref

      其中,δn,t(ω)表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的線路的電壓相角,ref為參考母線的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件的步驟包括:獲取最優(yōu)化條件,最優(yōu)化條件以如下公式確定:

      hi(x)≤0,tj(x)=0,ui≥0

      其中,f(x)為待優(yōu)化函數(shù),ui和vj為優(yōu)化系數(shù),hi(x)和tj(x)為優(yōu)化函數(shù),i=1,…,m,j=1,…,r,m和r均為正整數(shù);通過最優(yōu)化條件對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。

      可選地,在根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法中,對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型的步驟包括:對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,第一最優(yōu)解以如下公式表示:

      其中,為滿足第二約束條件和第三約束條件的對偶變量,k為線路總數(shù);將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,風(fēng)電投資優(yōu)化模型以如下公式表示:

      其中,風(fēng)電投資優(yōu)化模型滿足第一約束條件和第三約束條件。

      根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,提供一種風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化裝置,該裝置適于駐留在計(jì)算設(shè)備中,包括第一建立模塊、第二建立模塊、轉(zhuǎn)換模塊、生成模塊和計(jì)算模塊。其中,第一建立模塊適于建立風(fēng)電投資決策模型,風(fēng)電投資決策模型包括實(shí)現(xiàn)投資目標(biāo)年收益最大化的第一目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第一約束條件;第二建立模塊適于建立系統(tǒng)運(yùn)行模型,系統(tǒng)運(yùn)行模型包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本最小化的第二目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第二約束條件;轉(zhuǎn)換模塊適于將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件;生成模塊適于對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型;計(jì)算模塊適于求解風(fēng)電投資優(yōu)化模型以獲取實(shí)現(xiàn)風(fēng)電投資規(guī)劃最優(yōu)的第二最優(yōu)解。

      根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,提供一種計(jì)算設(shè)備,包括根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化裝置。

      根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,提供一種計(jì)算設(shè)備,包括一個或多個處理器、存儲器以及一個或多個程序,其中一個或多個程序存儲在存儲器中并被配置為由一個或多個處理器執(zhí)行,一個或多個程序包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的可風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法的指令。

      根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,還提供一種存儲一個或多個程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì),一個或多個程序包括指令,指令當(dāng)由計(jì)算設(shè)備執(zhí)行時,使得計(jì)算設(shè)備執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法。

      根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化的技術(shù)方案,首先建立風(fēng)電投資決策模型和系統(tǒng)運(yùn)行模型,各模型具有相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件,將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件,再對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,最后,求解所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型以獲取實(shí)現(xiàn)風(fēng)電投資規(guī)劃最優(yōu)的第二最優(yōu)解。在上述技術(shù)方案中,風(fēng)電投資決策模型作為上層模型,系統(tǒng)運(yùn)行模型作為下層模型,兩者組合在一起則形成了雙層模型,通過對下層模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換和求解后的結(jié)果代入上層模型,來進(jìn)一步求解雙層模型的最優(yōu)值,將雙層決策問題轉(zhuǎn)化成為單層問題,化繁為簡,提升了最優(yōu)解的可靠性與準(zhǔn)確性,從而在在考慮市場出清價格和負(fù)荷不確定性的條件下,該雙層模型能夠?qū)︼L(fēng)電投資和運(yùn)行消納進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合決策。

      附圖說明

      為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的,本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面,這些方面指示了可以實(shí)踐本文所公開的原理的各種方式,并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述,本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開,相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。

      圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備100的結(jié)構(gòu)框圖;

      圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法200的流程圖;

      圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的ieee24節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng)示意圖;

      圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的不同季度典型日負(fù)荷曲線的示意圖;

      圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的不同負(fù)荷水平下高中低風(fēng)速變化情況的示意圖;以及

      圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化裝置300的示意圖。

      具體實(shí)施方式

      下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例,然而應(yīng)當(dāng)理解,可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反,提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開,并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

      圖1是示例計(jì)算設(shè)備100的框圖。在基本的配置102中,計(jì)算設(shè)備100典型地包括系統(tǒng)存儲器106和一個或者多個處理器104。存儲器總線108可以用于在處理器104和系統(tǒng)存儲器106之間的通信。

      取決于期望的配置,處理器104可以是任何類型的處理,包括但不限于:微處理器(μp)、微控制器(μc)、數(shù)字信息處理器(dsp)或者它們的任何組合。處理器104可以包括諸如一級高速緩存110和二級高速緩存112之類的一個或者多個級別的高速緩存、處理器核心114和寄存器116。示例的處理器核心114可以包括運(yùn)算邏輯單元(alu)、浮點(diǎn)數(shù)單元(fpu)、數(shù)字信號處理核心(dsp核心)或者它們的任何組合。示例的存儲器控制器118可以與處理器104一起使用,或者在一些實(shí)現(xiàn)中,存儲器控制器118可以是處理器104的一個內(nèi)部部分。

      取決于期望的配置,系統(tǒng)存儲器106可以是任意類型的存儲器,包括但不限于:易失性存儲器(諸如ram)、非易失性存儲器(諸如rom、閃存等)或者它們的任何組合。系統(tǒng)存儲器106可以包括操作系統(tǒng)120、一個或者多個應(yīng)用122以及程序數(shù)據(jù)124。在一些實(shí)施方式中,應(yīng)用122可以布置為在操作系統(tǒng)上利用程序數(shù)據(jù)124進(jìn)行操作。

      計(jì)算設(shè)備100還可以包括有助于從各種接口設(shè)備(例如,輸出設(shè)備142、外設(shè)接口144和通信設(shè)備146)到基本配置102經(jīng)由總線/接口控制器130的通信的接口總線140。示例的輸出設(shè)備142包括圖形處理單元148和音頻處理單元150。它們可以被配置為有助于經(jīng)由一個或者多個a/v端口152與諸如顯示器或者揚(yáng)聲器之類的各種外部設(shè)備進(jìn)行通信。示例外設(shè)接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156,它們可以被配置為有助于經(jīng)由一個或者多個i/o端口158和諸如輸入設(shè)備(例如,鍵盤、鼠標(biāo)、筆、語音輸入設(shè)備、觸摸輸入設(shè)備)或者其他外設(shè)(例如打印機(jī)、掃描儀等)之類的外部設(shè)備進(jìn)行通信。示例的通信設(shè)備146可以包括網(wǎng)絡(luò)控制器160,其可以被布置為便于經(jīng)由一個或者多個通信端口164與一個或者多個其他計(jì)算設(shè)備162通過網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的通信。

      網(wǎng)絡(luò)通信鏈路可以是通信介質(zhì)的一個示例。通信介質(zhì)通常可以體現(xiàn)為在諸如載波或者其他傳輸機(jī)制之類的調(diào)制數(shù)據(jù)信號中的計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊,并且可以包括任何信息遞送介質(zhì)?!罢{(diào)制數(shù)據(jù)信號”可以這樣的信號,它的數(shù)據(jù)集中的一個或者多個或者它的改變可以在信號中編碼信息的方式進(jìn)行。作為非限制性的示例,通信介質(zhì)可以包括諸如有線網(wǎng)絡(luò)或者專線網(wǎng)絡(luò)之類的有線介質(zhì),以及諸如聲音、射頻(rf)、微波、紅外(ir)或者其它無線介質(zhì)在內(nèi)的各種無線介質(zhì)。這里使用的術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)二者。

      計(jì)算設(shè)備100可以實(shí)現(xiàn)為服務(wù)器,例如文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器和web服務(wù)器等,也可以實(shí)現(xiàn)為小尺寸便攜(或者移動)電子設(shè)備的一部分,這些電子設(shè)備可以是諸如蜂窩電話、個人數(shù)字助理(pda)、個人媒體播放器設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)瀏覽設(shè)備、個人頭戴設(shè)備、應(yīng)用專用設(shè)備、或者可以包括上面任何功能的混合設(shè)備。計(jì)算設(shè)備100還可以實(shí)現(xiàn)為包括桌面計(jì)算機(jī)和筆記本計(jì)算機(jī)配置的個人計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中,計(jì)算設(shè)備100被配置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法200。應(yīng)用122包括根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化裝置300。

      圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法200的流程圖。風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法200適于在計(jì)算設(shè)備(例如圖1所示的計(jì)算設(shè)備100)中執(zhí)行。

      需要說明的是,風(fēng)電投資決策模型和系統(tǒng)運(yùn)行模型共同組成了風(fēng)電規(guī)劃的雙層模型,其中,風(fēng)電投資決策模型是上層模型,系統(tǒng)運(yùn)行模型是下層模型,在建立雙層模型時,為簡化建模過程,保證模型可求解,進(jìn)行了如下假設(shè):

      1.傳統(tǒng)機(jī)組在批發(fā)市場中報(bào)價均為成本價,不考慮不同的傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)之間的競價行為,下層模型是對不同負(fù)荷水平下,風(fēng)電消納以及市場出清情況的仿真。

      2.風(fēng)電投資決策模型只針對風(fēng)電建設(shè)目標(biāo)年,通過模型確定在系統(tǒng)中不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)電投資決策。

      3.不考慮電網(wǎng)建設(shè)的不確定性,并假設(shè)在風(fēng)電投資目標(biāo)年電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)已經(jīng)完成,風(fēng)電投資決策模型是基于確定的電網(wǎng)規(guī)劃和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的。

      4.風(fēng)電在批發(fā)市場中報(bào)零價,不考慮政府對于風(fēng)電補(bǔ)償?shù)那闆r。在這樣的報(bào)價機(jī)制中,會在系統(tǒng)約束范圍內(nèi),保證風(fēng)電最大程度的消納。在系統(tǒng)運(yùn)行模型中,風(fēng)電的利用效率主要受傳統(tǒng)機(jī)組出力約束、線路潮流約束以及不同負(fù)荷水平約束。

      5.不考慮系統(tǒng)網(wǎng)損,系統(tǒng)運(yùn)行模型只考慮直流潮流約束。

      如圖2所示,方法200始于步驟s210。在步驟s210中,建立風(fēng)電投資決策模型,風(fēng)電投資決策模型包括實(shí)現(xiàn)投資目標(biāo)年收益最大化的第一目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第一約束條件。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,第一目標(biāo)函數(shù)以如下公式確定:

      其中,w為投資目標(biāo)年的收益,ω為負(fù)荷場景指標(biāo),s為場景指標(biāo)數(shù),pω為負(fù)荷情景ω出現(xiàn)的概率或頻次,αn,t,pn,t(ω)分別表示在t時刻節(jié)點(diǎn)n處的風(fēng)電場單位電量收益以及風(fēng)電的發(fā)電量,為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電的單位年投資成本,zn為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電投資的裝機(jī)容量,ωup,ωlow分別表示上下層模型的決策變量集合,n為節(jié)點(diǎn)數(shù)。

      在該實(shí)施方式中,第一約束條件包括風(fēng)電出力約束、風(fēng)電場裝機(jī)容量約束和投資成本約束。對風(fēng)電出力約束而言,因?yàn)轱L(fēng)電出力受風(fēng)速影響,為了考慮風(fēng)速的不確定性對風(fēng)電投資的影響,在每個負(fù)荷水平下將考慮高、中、低三類典型日風(fēng)速水平,進(jìn)而以如下公式確定風(fēng)電出力約束:

      其中,表示給定風(fēng)速下的風(fēng)電出力,v表示風(fēng)機(jī)風(fēng)速,vcut-in、vcut-out與vr分別表示切入風(fēng)速、切出風(fēng)速及額定風(fēng)速。

      對風(fēng)電場裝機(jī)容量約束而言,其以如下公式確定:

      其中,表示節(jié)點(diǎn)n處第i臺風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量,i為風(fēng)電機(jī)組的總數(shù)量。在這里假設(shè)風(fēng)電最小裝機(jī)容量為20mw,也即風(fēng)電裝機(jī)容量增加的最小步長為20mw。

      對投資成本約束而言,投資目標(biāo)年總的投資成本不能高于風(fēng)電投資商的投資資金上限,因此投資成本約束以如下公式確定:

      其中,cmax為風(fēng)電投資商的投資資金上限。風(fēng)電投資規(guī)劃模型的決策變量集合包括風(fēng)電場單位電量收益則由市場出清的邊際價格決定,即αn,t=βn,t,其中βn,t為t時刻節(jié)點(diǎn)n處的批發(fā)市場節(jié)點(diǎn)電價。

      隨后,進(jìn)入步驟s220,建立系統(tǒng)運(yùn)行模型,系統(tǒng)運(yùn)行模型包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本最小化的第二目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第二約束條件。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,第二目標(biāo)函數(shù)以如下公式確定:

      其中,f為系統(tǒng)運(yùn)行成本,cj,m為傳統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行成本,為傳統(tǒng)機(jī)組在t時刻的出力,j為傳統(tǒng)機(jī)組集合,m為傳統(tǒng)機(jī)組的報(bào)價區(qū)間集合。

      在該實(shí)施方式中,第二約束條件包括系統(tǒng)供需平衡約束、線路功率約束、傳統(tǒng)機(jī)組出力約束和線路電壓相角約束。對系統(tǒng)供需平衡約束而言,其以如下公式確定:

      其中,jn表示節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)集合,o(k)和r(k)分別表示節(jié)點(diǎn)n送出節(jié)點(diǎn)以及注入節(jié)點(diǎn)的集合,ik,t(ω)表示線路k上的功率值,dn,t(ω)表示在情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的負(fù)荷,表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)j在報(bào)價區(qū)間m上的出力。進(jìn)一步地,線路k的功率值可表示為:

      ik,t(ω)=bk(δo(k),t(ω)-δr(k),t(ω))(7)

      其中,bk為線路k的電納值;δ(ω)為電壓相角。

      對線路功率約束而言,其以如下公式確定:

      其中,表示線路k上的最大功率值。

      對傳統(tǒng)機(jī)組出力約束而言,其以如下公式確定:

      其中,分別表示發(fā)電機(jī)j出力的最小值和最大值。

      對線路電壓相角約束而言,其以如下公式確定:

      δn,t(ω)=0,n=ref(11)

      其中,δn,t(ω)表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的線路的電壓相角,ref為參考母線的節(jié)點(diǎn)數(shù),則式(11)表示參考母線上的電壓相角。

      上述雙層模型對考慮不同負(fù)荷水平下的投資目標(biāo)年的風(fēng)電投資決策問題進(jìn)行了定量分析。由于該模型是包含隨機(jī)變量的混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題,因此,需要對模型進(jìn)行單層化和線性化。

      在步驟s230中,將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,可通過以下方式獲取第三約束條件。首先,獲取最優(yōu)化條件,在該實(shí)施方式中,最優(yōu)化條件優(yōu)選為kkt(karush-kuhn-tucker,庫恩塔克)條件。之所以選擇kkt條件,是由于作為下層模型的系統(tǒng)運(yùn)行模型是線性的凸規(guī)劃,能夠用kkt條件進(jìn)行轉(zhuǎn)化,通過kkt條件可以使得下層模型的優(yōu)化問題變?yōu)榈仁郊s束進(jìn)入上層模型,從而使得上述雙層模型變?yōu)閱螌觾?yōu)化問題。對于給定的一般線性凸規(guī)劃問題:

      minf(x)

      s.t:hi(x)≤0,tj(x)=0

      i=1,…,m,j=1,…,r,m和r均為正整數(shù)

      則最優(yōu)化條件,即kkt條件的基本形式以如下公式確定:

      hi(x)≤0,tj(x)=0,ui≥0(12)

      其中,f(x)為待優(yōu)化函數(shù),ui和vj為優(yōu)化系數(shù),hi(x)和tj(x)為優(yōu)化函數(shù)。

      然后,再通過最優(yōu)化條件對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。進(jìn)而在該實(shí)施方式中,可得第三約束條件包括如下等式約束:

      其中,為不等式約束(9)左右兩端的對偶變量,ηk,t(ω)為等式約束(7)的對偶變量,為不等式約束(8)左右兩端的對偶變量,為不等式約束(10)左右兩端的對偶變量,φn,t(ω)為等式約束(11)的對偶變量。

      對于下層模型的約束,對偶變量和對應(yīng)約束應(yīng)該滿足正交條件,即hi(x)≤0,ui≥0且uihi(x)=0,為了保證該模型可求解,通過設(shè)置松弛變量將該正交條件約束進(jìn)行了線性化,因此第三約束條件還包括如下不等式約束:

      其中,為0-1變量,i=1,2,3,4,5,6,mj為足夠大的正整數(shù),j=1,2,3。

      接下來,執(zhí)行步驟s240,對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型。首先,對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,由式(1)可知,為非線性項(xiàng),而式(1)又是凸規(guī)劃,因此由強(qiáng)對偶理論可知,該模型一定有最優(yōu)解且與對偶問題的最優(yōu)解一致。通過強(qiáng)對偶理論,上述第一最優(yōu)解以如下公式表示:

      其中,為滿足第二約束條件和第三約束條件的對偶變量,k為線路總數(shù)。

      然后,將將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,風(fēng)電投資優(yōu)化模型以如下公式表示:

      其中,風(fēng)電投資優(yōu)化模型滿足第一約束條件和第三約束條件。

      最后,執(zhí)行步驟s250,求解風(fēng)電投資優(yōu)化模型以獲取實(shí)現(xiàn)風(fēng)電投資規(guī)劃最優(yōu)的第二最優(yōu)解。

      為獲取上述風(fēng)電投資優(yōu)化模型的最終效果,在ieee24節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng)中進(jìn)行仿真,ieee24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中包括24條母線、11個常規(guī)發(fā)電機(jī)組節(jié)點(diǎn)以及17個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的ieee24節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng)示意圖。對ieee24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中日負(fù)荷曲線進(jìn)行修正,基于華北地區(qū)某地的日負(fù)荷曲線以及風(fēng)速數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行仿真計(jì)算,圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的不同季度典型日負(fù)荷曲線的示意圖,圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的不同負(fù)荷水平下高中低風(fēng)速變化情況的示意圖。對于該ieee24節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng),其傳統(tǒng)機(jī)組數(shù)據(jù)如表1所示。

      表1

      在ieee24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)1、2、7、13、15、16、18、21、22和23處有傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組,其出力區(qū)間和報(bào)價區(qū)間參見表1。測試系統(tǒng)中參考母線為14節(jié)點(diǎn),即ref=14。風(fēng)機(jī)能夠在7、13、17和22節(jié)點(diǎn)處接入,其中接入最小單位為50mw,能夠接入的最大容量分別是600、300、300和300,單位均為mw。風(fēng)電總的投資上限是1.5×109美元。

      對上述模型進(jìn)行求解,結(jié)果是所有節(jié)點(diǎn)都按照最大容量裝機(jī)時風(fēng)電投資效益最大,預(yù)期收益是89.562×106美元。當(dāng)風(fēng)電投資上限變?yōu)?.0×109美元時,得到的風(fēng)電最優(yōu)裝機(jī)策略是7節(jié)點(diǎn)處接入最大容量,即600mw,13節(jié)點(diǎn)處接入50mw風(fēng)電,17節(jié)點(diǎn)處接入50mw,22節(jié)點(diǎn)處接入最大容量風(fēng)電300mw,預(yù)計(jì)61.166×106美元。在該情景下,如果只分別使用第三季度和第四季度的典型日負(fù)荷和風(fēng)速數(shù)據(jù)代入模型進(jìn)行計(jì)算,可以發(fā)現(xiàn)在只使用第三季度數(shù)據(jù)時,7節(jié)點(diǎn)處裝機(jī)600mw,22節(jié)點(diǎn)處裝機(jī)300mw,13節(jié)點(diǎn)和17節(jié)點(diǎn)處均為100mw;當(dāng)使用第四季度典型日負(fù)荷和風(fēng)速數(shù)據(jù)計(jì)算時,7節(jié)點(diǎn)處裝機(jī)300mw,22節(jié)點(diǎn)處裝機(jī)300mw,13節(jié)點(diǎn)處裝機(jī)50mw,17節(jié)點(diǎn)處裝機(jī)0mw。在只使用第三季度的負(fù)荷和風(fēng)速數(shù)據(jù)時,風(fēng)電投資收益是76.746×106美元,當(dāng)使用第四季度負(fù)荷和風(fēng)電數(shù)據(jù)時,風(fēng)電投資的收益是67.857×106美元。因?yàn)榈谌径蓉?fù)荷峰谷差較小,且風(fēng)電的反調(diào)峰特性沒有第四季度明顯,使得風(fēng)電的上網(wǎng)電量較使用第四季度負(fù)荷和風(fēng)速數(shù)據(jù)的情形時多,風(fēng)電投資也能夠獲得更好的收益。

      通過在ieee24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的仿真結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn),在負(fù)荷峰谷差較小且風(fēng)電出力反調(diào)峰特性相對較弱的第一季度和第三季度,風(fēng)電投資的收益要較第二季度和第四季度大。說明在風(fēng)電投資的過程中需要對負(fù)荷水平以及負(fù)荷與風(fēng)速的同步率進(jìn)行更深入的分析,從而保證風(fēng)電建設(shè)項(xiàng)目的收益率和風(fēng)電的有效消納。

      圖6示出了本發(fā)明一個實(shí)施例的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化裝置300的示意圖。如圖6所示,可再生能源項(xiàng)目投資組合優(yōu)化裝置300包括第一建立模塊310、第二建立模塊320、轉(zhuǎn)換模塊330、生成模塊340和計(jì)算模塊350。

      第一建立模塊310適于建立風(fēng)電投資決策模型,風(fēng)電投資決策模型包括實(shí)現(xiàn)投資目標(biāo)年收益最大化的第一目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第一約束條件。第一建立模塊進(jìn)一步310適于按照如下公式構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù):

      其中,w為投資目標(biāo)年的收益,ω為負(fù)荷場景指標(biāo),s為場景指標(biāo)數(shù),pω為負(fù)荷情景ω出現(xiàn)的概率或頻次,αn,t,pn,t(ω)分別表示在t時刻節(jié)點(diǎn)n處的風(fēng)電場單位電量收益以及風(fēng)電的發(fā)電量,為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電的單位年投資成本,zn為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電投資的裝機(jī)容量,ωup,ωlow分別表示上下層模型的決策變量集合,n為節(jié)點(diǎn)數(shù)。其中,第一約束條件包括風(fēng)電出力約束、風(fēng)電場裝機(jī)容量約束和投資成本約束。第一建立模塊310進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定風(fēng)電出力約束:

      其中,表示給定風(fēng)速下的風(fēng)電出力,v表示風(fēng)機(jī)風(fēng)速,vcut-in、vcut-out與vr分別表示切入風(fēng)速、切出風(fēng)速及額定風(fēng)速。第一建立模塊310進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定風(fēng)電場裝機(jī)容量約束:

      其中,表示節(jié)點(diǎn)n處第i臺風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量,i為風(fēng)電機(jī)組的總數(shù)量。第一建立模塊310進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定投資成本約束:

      其中,cmax為風(fēng)電投資商的投資資金上限。

      第二建立模塊320適于建立系統(tǒng)運(yùn)行模型,所述系統(tǒng)運(yùn)行模型包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本最小化的第二目標(biāo)函數(shù)和對應(yīng)的第二約束條件。第二建立模塊320進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建所述第二目標(biāo)函數(shù):

      其中,f為系統(tǒng)運(yùn)行成本,cj,m為傳統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行成本,為傳統(tǒng)機(jī)組在t時刻的出力,j為傳統(tǒng)機(jī)組集合,m為傳統(tǒng)機(jī)組的報(bào)價區(qū)間集合。其中,第二約束條件包括系統(tǒng)供需平衡約束、線路功率約束、傳統(tǒng)機(jī)組出力約束和線路電壓相角約束。第二建立模塊320進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述系統(tǒng)供需平衡約束:

      其中,jn表示節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)集合,o(k)和r(k)分別表示節(jié)點(diǎn)n送出節(jié)點(diǎn)以及注入節(jié)點(diǎn)的集合,ik,t(ω)表示線路k上的功率值,dn,t(ω)表示在情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的負(fù)荷,表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)j在報(bào)價區(qū)間m上的出力。第二建立模塊320進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述線路功率約束:

      其中,表示線路k上的最大功率值。第二建立模塊320進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述傳統(tǒng)機(jī)組出力約束:

      其中,分別表示發(fā)電機(jī)j出力的最小值和最大值。第二建立模塊320進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述線路電壓相角約束:

      δn,t(ω)=0,n=ref

      其中,δn,t(ω)表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的線路的電壓相角。

      轉(zhuǎn)換模塊330與第二建立模塊320相連,適于將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。轉(zhuǎn)換模塊330進(jìn)一步適于獲取最優(yōu)化條件,最優(yōu)化條件以如下公式確定:

      hi(x)≤0,tj(x)=0,ui≥0

      其中,f(x)為待優(yōu)化函數(shù),ui和vj為優(yōu)化系數(shù),hi(x)和tj(x)為優(yōu)化函數(shù),i=1,…,m,j=1,…,r,m和r均為正整數(shù);通過最優(yōu)化條件對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。

      生成模塊340分別與第一建立模塊310和轉(zhuǎn)換模塊330相連,適于對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型。生成模塊進(jìn)一步適于對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,第一最優(yōu)解以如下公式表示:

      其中,為滿足第三約束條件的對偶變量,k為線路總數(shù);將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,風(fēng)電投資優(yōu)化模型以如下公式表示:

      其中,風(fēng)電投資優(yōu)化模型滿足第一約束條件和第三約束條件。

      計(jì)算模塊350與生成模塊340相連,適于求解所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型以獲取實(shí)現(xiàn)風(fēng)電投資規(guī)劃最優(yōu)的第二最優(yōu)解。

      關(guān)于風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化的具體步驟以及實(shí)施例,在基于圖2-5的描述中已經(jīng)詳細(xì)公開,此處不再贅述。

      現(xiàn)有的風(fēng)電投資規(guī)劃方案對于負(fù)荷水平的考量較少,沒有全面且系統(tǒng)地考慮不同負(fù)荷水平下的市場邊際價格,從而難以根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷水平、風(fēng)電出力的不確定性和傳統(tǒng)機(jī)組的出力限制,來制定最優(yōu)的風(fēng)電投資策略。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化的技術(shù)方案,首先建立風(fēng)電投資決策模型和系統(tǒng)運(yùn)行模型,各模型具有相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件,將系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件,再對系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將第一最優(yōu)解和第三約束條件代入風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,最后,求解所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型以獲取實(shí)現(xiàn)風(fēng)電投資規(guī)劃最優(yōu)的第二最優(yōu)解。在上述技術(shù)方案中,風(fēng)電投資決策模型作為上層模型,系統(tǒng)運(yùn)行模型作為下層模型,兩者組合在一起則形成了雙層模型,通過對下層模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換和求解后的結(jié)果代入上層模型,來進(jìn)一步求解雙層模型的最優(yōu)值,將雙層決策問題轉(zhuǎn)化成為單層問題,化繁為簡,提升了最優(yōu)解的可靠性與準(zhǔn)確性,從而在在考慮市場出清價格和負(fù)荷不確定性的條件下,該雙層模型能夠?qū)︼L(fēng)電投資和運(yùn)行消納進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合決策。

      a7.如a1-6中任一項(xiàng)所述的方法,所述第二目標(biāo)函數(shù)以如下公式確定:

      其中,f為系統(tǒng)運(yùn)行成本,cj,m為傳統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行成本,為傳統(tǒng)機(jī)組在t時刻的出力,j為傳統(tǒng)機(jī)組集合,m為傳統(tǒng)機(jī)組的報(bào)價區(qū)間集合。

      a8.如a1-7中任一項(xiàng)所述的方法,所述第二約束條件包括系統(tǒng)供需平衡約束、線路功率約束、傳統(tǒng)機(jī)組出力約束和線路電壓相角約束。

      a9.如a8所述的方法,所述系統(tǒng)供需平衡約束以如下公式確定:

      其中,jn表示節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)集合,o(k)和r(k)分別表示節(jié)點(diǎn)n送出節(jié)點(diǎn)以及注入節(jié)點(diǎn)的集合,ik,t(ω)表示線路k上的功率值,dn,t(ω)表示在情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的負(fù)荷,表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)j在報(bào)價區(qū)間m上的出力。

      a10.如a8或9所述的方法,所述線路功率約束以如下公式確定:

      其中,表示線路k上的最大功率值

      a11.如a8-10中任一項(xiàng)所述的方法,所述傳統(tǒng)機(jī)組出力約束以如下公式確定:

      其中,分別表示發(fā)電機(jī)j出力的最小值和最大值。

      a12.如a8-11中任一項(xiàng)所述的方法,所述線路電壓相角約束以如下公式確定:

      δn,t(ω)=0,n=ref

      其中,δn,t(ω)表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的線路的電壓相角,ref為參考母線的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

      a13.如a7-12中任一項(xiàng)所述的方法,所述將所述系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件的步驟包括:

      獲取最優(yōu)化條件,所述最優(yōu)化條件以如下公式確定:

      hi(x)≤0,tj(x)=0,ui≥0

      其中,f(x)為待優(yōu)化函數(shù),ui和vj為優(yōu)化系數(shù),hi(x)和tj(x)為優(yōu)化函數(shù),i=1,…,m,j=1,…,r,m和r均為正整數(shù);

      通過所述最優(yōu)化條件對所述系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。

      a14.如a7-13中任一項(xiàng)所述的方法,所述對所述系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,并將所述第一最優(yōu)解和所述第三約束條件代入所述風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型的步驟包括:

      對所述系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,所述第一最優(yōu)解以如下公式表示:

      其中,為滿足所述第二約束條件和所述第三約束條件的對偶變量,k為線路總數(shù);

      將所述第一最優(yōu)解和所述第三約束條件代入所述風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型以如下公式表示:

      其中,所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型滿足所述第一約束條件和所述第三約束條件。

      b16.如b15所述的裝置,所述第一建立模塊進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建所述第一目標(biāo)函數(shù):

      其中,w為投資目標(biāo)年的收益,ω為負(fù)荷場景指標(biāo),s為場景指標(biāo)數(shù),pω為負(fù)荷情景ω出現(xiàn)的概率或頻次,αn,t,pn,t(ω)分別表示在t時刻節(jié)點(diǎn)n處的風(fēng)電場單位電量收益以及風(fēng)電的發(fā)電量,為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電的單位年投資成本,zn為節(jié)點(diǎn)n處風(fēng)電投資的裝機(jī)容量,ωup,ωlow分別表示上下層模型的決策變量集合,n為節(jié)點(diǎn)數(shù)。

      b17.如b15或16所述的裝置,所述第一約束條件包括風(fēng)電出力約束、風(fēng)電場裝機(jī)容量約束和投資成本約束。

      b18.如b17所述的裝置,所述第一建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述風(fēng)電出力約束:

      其中,表示給定風(fēng)速下的風(fēng)電出力,v表示風(fēng)機(jī)風(fēng)速,vcut-in、vcut-out與vr分別表示切入風(fēng)速、切出風(fēng)速及額定風(fēng)速。

      b19.如b17或18所述的裝置,所述第一建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述風(fēng)電場裝機(jī)容量約束:

      其中,表示節(jié)點(diǎn)n處第i臺風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量,i為風(fēng)電機(jī)組的總數(shù)量。

      b20.如b17-19中任一項(xiàng)所述的裝置,所述第一建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定投資成本約束:

      其中,cmax為風(fēng)電投資商的投資資金上限。

      b21.如b15-20中任一項(xiàng)所述的裝置,所述第二建立模塊進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建所述第二目標(biāo)函數(shù):

      其中,f為系統(tǒng)運(yùn)行成本,cj,m為傳統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行成本,為傳統(tǒng)機(jī)組在t時刻的出力,j為傳統(tǒng)機(jī)組集合,m為傳統(tǒng)機(jī)組的報(bào)價區(qū)間集合。

      b22.如b15-21中任一項(xiàng)所述的裝置,所述第二約束條件包括系統(tǒng)供需平衡約束、線路功率約束、傳統(tǒng)機(jī)組出力約束和線路電壓相角約束。

      b23.如b22所述的裝置,所述第二建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述系統(tǒng)供需平衡約束:

      其中,jn表示節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)集合,o(k)和r(k)分別表示節(jié)點(diǎn)n送出節(jié)點(diǎn)以及注入節(jié)點(diǎn)的集合,ik,t(ω)表示線路k上的功率值,dn,t(ω)表示在情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的負(fù)荷,表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n處發(fā)電機(jī)j在報(bào)價區(qū)間m上的出力。

      b24.如b22或23所述的裝置,所述第二建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述線路功率約束:

      其中,表示線路k上的最大功率值

      b25.如b22-24中任一項(xiàng)所述的裝置,所述第二建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述傳統(tǒng)機(jī)組出力約束:

      其中,分別表示發(fā)電機(jī)j出力的最小值和最大值。

      b26.如b22-25中任一項(xiàng)所述的裝置,所述第二建立模塊進(jìn)一步適于根據(jù)如下公式確定所述線路電壓相角約束:

      δn,t(ω)=0,n=ref

      其中,δn,t(ω)表示負(fù)荷情景ω下節(jié)點(diǎn)n在時刻t的線路的電壓相角,ref為參考母線的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

      b27.如b21-26中任一項(xiàng)所述的裝置,所述轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)一步適于:

      獲取最優(yōu)化條件,所述最優(yōu)化條件以如下公式確定:

      hi(x)≤0,tj(x)=0,ui≥0

      其中,f(x)為待優(yōu)化函數(shù),ui和vj為優(yōu)化系數(shù),hi(x)和tj(x)為優(yōu)化函數(shù),i=1,…,m,j=1,…,r,m和r均為正整數(shù);

      通過所述最優(yōu)化條件對所述系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換,以獲取第三約束條件。

      b28.如b21-27中任一項(xiàng)所述的裝置,所述生成模塊進(jìn)一步適于:

      對所述系統(tǒng)運(yùn)行模型進(jìn)行求解以獲取第一最優(yōu)解,所述第一最優(yōu)解以如下公式表示:

      其中,為滿足所述第二約束條件和所述第三約束條件的對偶變量,k為線路總數(shù);

      將所述第一最優(yōu)解和所述第三約束條件代入所述風(fēng)電投資決策模型,以生成風(fēng)電投資優(yōu)化模型,所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型以如下公式表示:

      其中,所述風(fēng)電投資優(yōu)化模型滿足所述第一約束條件和所述第三約束條件。

      在此處所提供的說明書中,說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而,能夠理解,本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在一些實(shí)例中,并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù),以便不模糊對本說明書的理解。

      類似地,應(yīng)當(dāng)理解,為了精簡本公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個,在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中,本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而,并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖:即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多特征。更確切地說,如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣,發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實(shí)施例的所有特征。因此,遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式,其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

      本領(lǐng)域那些技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在本文所公開的示例中的設(shè)備的模塊或單元或組間可以布置在如該實(shí)施例中所描述的設(shè)備中,或者可替換地可以定位在與該示例中的設(shè)備不同的一個或多個設(shè)備中。前述示例中的模塊可以組合為一個模塊或者此外可以分成多個子模塊。

      本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解,可以對實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個或多個設(shè)備中??梢园褜?shí)施例中的模塊或單元或組間組合成一個模塊或單元或組間,以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組間。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述,本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

      此外,本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解,盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如,在下面的權(quán)利要求書中,所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

      此外,所述實(shí)施例中的一些在此被描述成可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器或者由執(zhí)行所述功能的其它裝置實(shí)施的方法或方法元素的組合。因此,具有用于實(shí)施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用于實(shí)施該方法或方法元素的裝置。此外,裝置實(shí)施例的在此所述的元素是如下裝置的例子:該裝置用于實(shí)施由為了實(shí)施該發(fā)明的目的的元素所執(zhí)行的功能。

      這里描述的各種技術(shù)可結(jié)合硬件或軟件,或者它們的組合一起實(shí)現(xiàn)。從而,本發(fā)明的方法和設(shè)備,或者本發(fā)明的方法和設(shè)備的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介,例如軟盤、cd-rom、硬盤驅(qū)動器或者其它任意機(jī)器可讀的存儲介質(zhì)中的程序代碼(即指令)的形式,其中當(dāng)程序被載入諸如計(jì)算機(jī)之類的機(jī)器,并被所述機(jī)器執(zhí)行時,所述機(jī)器變成實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。

      在程序代碼在可編程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的情況下,計(jì)算設(shè)備一般包括處理器、處理器可讀的存儲介質(zhì)(包括易失性和非易失性存儲器和/或存儲元件),至少一個輸入裝置,和至少一個輸出裝置。其中,存儲器被配置用于存儲程序代碼;處理器被配置用于根據(jù)該存儲器中存儲的所述程序代碼中的指令,執(zhí)行本發(fā)明的風(fēng)電投資規(guī)劃的優(yōu)化方法。

      以示例而非限制的方式,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)存儲諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息。通信介質(zhì)一般以諸如載波或其它傳輸機(jī)制等已調(diào)制數(shù)據(jù)信號來體現(xiàn)計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù),并且包括任何信息傳遞介質(zhì)。以上的任一種的組合也包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。

      如在此所使用的那樣,除非另行規(guī)定,使用序數(shù)詞“第一”、“第二”、“第三”等等來描述普通對象僅僅表示涉及類似對象的不同實(shí)例,并且并不意圖暗示這樣被描述的對象必須具有時間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。

      盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明,但是受益于上面的描述,本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白,在由此描述的本發(fā)明的范圍內(nèi),可以設(shè)想其它實(shí)施例。此外,應(yīng)當(dāng)注意,本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的,而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此,在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本發(fā)明的范圍,對本發(fā)明所做的公開是說明性的,而非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。

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