一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法技术

本发明专利技术公开一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法，方法包括日前调度计划的计算，日内调度计划的计算以及实时调度计划的计算。本发明专利技术针对不同时间尺度新能源预测精度不同的特点，综合考虑需求响应资源的多时间尺度特性，以及风电、光伏、常规启动机组、快速启动机组等发电侧资源与需求侧资源的良好互动，计及不同时间尺度的激励型需求响应资源和受实时电价影响的价格型需求响应资源，实现日前‑日内‑实时三个时间尺度需求响应资源的滚动调度，在多个时间尺度的配合下，可保证电力系统的安全稳定运行和新能源的消纳，以及不同时间尺度下需求响应资源的协调调度。本发明专利技术方法具有良好的应用前景。

A multi time scale rolling scheduling method for demand response resources with new energy consumption

The invention discloses a multi-time scale rolling scheduling method for demand response resources of absorbing new energy, which includes the calculation of day-ahead scheduling plan, day-ahead scheduling plan and real-time scheduling plan. The invention takes into account the multi-time scale characteristics of demand response resources and the good interaction between generation-side resources and demand-side resources such as wind power, photovoltaic, conventional start-up units and fast start-up units, taking into account the incentive demand response funds of different time scales, according to the characteristics of different prediction accuracy of new energy on different time scales. Price-based demand response resources affected by source and real-time electricity price can realize rolling dispatch of demand response resources with three time scales in real-time from day to day. Coordination of multiple time scales can ensure the safe and stable operation of power system and the consumption of new energy, as well as the coordination of demand response resources with different time scales. Adjust scheduling. The method has good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法
本专利技术涉及电力调度
，特别是一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日益加剧，国家节能减排力度不断加大，风能和太阳能等可再生能源迅猛发展。但是，风电和光伏发电等新能源出力具有波动性和不确定性的特点，当电力系统内新能源占比较小时，新能源波动可看作负荷预测误差；但当新能源比重大到一定程度时，其出力的波动性和不确定性将会给电网带来诸多挑战。需求响应为消纳风电、光伏发电的不确定性提供了一种新的方法。当前通信系统和智能电能表的广泛应用，使得用户需求可以对市场信号做出积极响应，其与系统运行互相作用、参与系统平衡成为可能。通过调用需求侧资源，使得用户与电网公司进行互动，像调用发电侧资源一样将其纳入常态化的电力系统调度运行中。负荷、风电和光伏发电的预测精度都与时间尺度有关，时间尺度越短且距离当前时刻越近，预测精度越高；另一方面，各种需求响应资源的响应能力和响应时间存在不同，即本身存在时间尺度的特性。因此，充分发挥各种需求响应资源的调节能力、协调不同时间尺度之间的调度计划、确保调度计划的有效衔接和顺利执行具有非常重要的现实意义。名词解释负荷聚合商(loadaggregator，LA)，是一个整合用户需求响应并提供给市场购买者的独立组织，在提供需求响应资源的电力终端用户，与想购买这些资源的电力系统参与者之间充当中间人，使用户以一种有效途径接触电力市场，并提供更多具有灵活性的服务和技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：如何在不同时间尺度发挥各类需求响应资源的调节潜力，以消纳新能源。通过对不同时间尺度需求响应资源的协调调度和滚动更新，应对风电与光伏发电的不确定性，保证电力系统安全稳定运行和新能源消纳。本专利技术采取的技术方案为：一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法，包括：S1，确定调度范围内的需求响应资源，需求响应资源包括激励型需求响应资源和价格型需求响应资源，激励型需求响应资源包括：需要提前1天通知用户的A类、需要提前较长时间t1通知用户的B类、需要提前较短时间t2通知用户的C类，以及可进行直接负荷控制的D类需求响应资源；其中，24h＞t1＞t2＞0；S2，获取分别对应价格型需求响应资源以及各类激励型需求响应资源的需求响应报价曲线数据；S3，基于A类、B类需求响应资源的需求响应报价曲线，以运行成本最小为调度目标，以24小时作为日前调度计算周期，求解计算得到日前调度计划；所述日前调度计划包括调度执行当日各时间段中，各常规机组的机组组合，以及对应A类需求响应资源的需求响应量；S4，基于B类、C类需求响应资源的需求响应报价曲线，以及S3计算得到的调度执行当日各时间段的调度计划，以运行成本最小为调度目标，以t1作为日内调度计算周期，求解计算得到日内调度计划；所述日内调度计划包括t1时间后执行的，ΔT01时间段内，各快速启动机组的机组组合，以及对应B类需求响应资源的需求响应量；其中，ΔT01≥t1；S5，基于C类、D类需求响应资源的需求响应报价曲线，S3计算得到的各时段调度计划，以及S4计算得到的ΔT01时间段的调度计划，以社会福利最大为调度目标，以t2作为实时调度计算周期，求解计算得到实时调度计划；所述实时调度计划包括t2时间后执行的，ΔT02时间段内，各常规机组和快速启动机组的出力大小，以及分别对应C类、D类激励型需求响应资源和价格型需求响应资源的需求响应量；其中，ΔT02≥t2；S6，根据S3至S5得到的调度计划，对调度范围内的常规机组、快速启动机组、价格型需求响应资源以及各类激励型需求响应资源进行调度。本专利技术所述“日前”即调度执行当日的前一日，“日内”即调度执行日。优选的，S1中，B类需求响应资源的通知时间为提前15分钟通知；C类需求响应资源的通知时间为提前5分钟通知。B类需求响应资源的通知时间也可为较长的1-2小时。S2中，所述对应各类激励型需求响应资源的需求响应报价曲线数据，即各类激励型需求响应资源在不同时段增加或减少的负荷量与报价之间的关系曲线数据。报价曲线由负荷聚合商提供。优选的，S3中，所述日前调度计划包括次日24小时中，每小时对应的，各常规机组的机组组合，以及对应A类需求响应资源的需求响应量。优选的，S3中，运行成本包括常规机组的发电及启停成本、快速启动机组的发电及启停成本、调用A类及B类需求响应资源的激励成本、失负荷成本、切除风电功率成本和切除光伏功率成本。进一步的，S3中，求解运行成本最小时的日前调度计划时，目标函数为：式(1)中，NN为负荷节点数，NT为调度时段长度，为常规发电机组数量，为快速启动机组数量，NW为风机数量，NP为光伏电站数量，为可提供A类/B类激励型需求响应资源的负荷聚合商数目，NMA/NMB为A类/B类需求响应资源报价曲线的分段数，和分别为第i台常规机组在t时段的输出功率和发电成本，和分别为第i台快速启动机组在t时段的输出功率和发电成本，和分别为t时段第i台常规机组的启停成本和第i台快速启动机组的启停成本，为第n个负荷节点第j个负荷聚合商在t时段在A类激励型需求响应分段报价曲线第m段的增加、减少负荷量及其所对应的报价，为第n个节点第j个负荷聚合商在t时段在B类激励型需求响应分段报价曲线第m段的增加、减少负荷量及其所对应的报价，为第n个负荷节点在t时段的失负荷功率及其对应的惩罚成本，为第w个风电场在t时段的切除风电功率及其对应的成本，为第p个光伏电站在t时段的切除光伏功率及其对应的成本。在各负荷节点都有若干个可以参与需求响应服务的负荷聚合商，各负荷聚合商能够提供的各类激励型需求响应资源的数据为已知量。由于S3要求解的日前调度计划包括调度执行当日每小时的快速启动机组组合和A类激励型需求响应量，因此公式(1)中的调度时段长度NT即依次对应调度执行当日的每个小时，时段t即各NT内的更具体时段。更进一步的，S3中，以运行成本最小为目标对日前调度计划进行求解时，约束条件包括：有功功率平衡约束，发电机出力上下限约束，发电机爬坡约束，发电机开停机约束，以及A类和B类需求响应资源上下限约束。优选的，S4中，日内调度计划包括15分钟后，2小时时间段内，各快速启动机组的机组组合，以及对应B类需求响应资源的需求响应量。优选的，S4中，运行成本包括：常规机组的发电成本、快速启动机组的发电及启停成本、调用B类及C类需求响应资源的激励成本、失负荷成本、切除风电功率成本和切除光伏功率成本。进一步的，S4中，求解运行成本最小时的日内调度计划时，目标函数为：式(2)中，NMC为C类需求响应资源报价曲线的分段数，分别为第n个负荷节点第j个负荷聚合商在t时段，在C类激励型需求响应分段报价曲线第m段的增加/减少负荷量，以及对应的报价。S4中，当日内调度计划是基于对t1时间(如15分钟)后的两小时负荷预测，则调度时段长度NT为两小时。更进一步的，S4中，以运行成本最小为目标对日内调度计划进行求解时，约束条件包括：有功功率平衡约束，发电机出力上下限约束，发电机爬坡约束，发电机开停机约束，以及B类和C类需求响应资源上下限约束。优选的，S5中，实时调度计划包括5分钟后，15分钟时间段内，各常规机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法，其特征是，包括：S1，确定调度范围内的需求响应资源，需求响应资源包括激励型需求响应资源和价格型需求响应资源，激励型需求响应资源包括：需要提前1天通知用户的A类、需要提前较长时间t1通知用户的B类、需要提前较短时间t2通知用户的C类，以及可进行直接负荷控制的D类需求响应资源；其中，24h＞t1＞t2＞0；S2，获取分别对应价格型需求响应资源以及各类激励型需求响应资源的需求响应报价曲线数据；S3，基于A类、B类需求响应资源的需求响应报价曲线，以运行成本最小为调度目标，以24小时作为日前调度计算周期，求解计算得到日前调度计划；所述日前调度计划包括调度执行当日各时间段中，各常规机组的机组组合，以及对应A类需求响应资源的需求响应量；S4，基于B类、C类需求响应资源的需求响应报价曲线，以及S3计算得到的调度执行当日各时间段的调度计划，以运行成本最小为调度目标，以t1作为日内调度计算周期，求解计算得到日内调度计划；所述日内调度计划包括t1时间后执行的，ΔT01时间段内，各快速启动机组的机组组合，以及对应B类需求响应资源的需求响应量；其中，ΔT01≥t1；S5，基于C类、D类需求响应资源的需求响应报价曲线，S3计算得到的各时段调度计划，以及S4计算得到的ΔT01时间段的调度计划，以社会福利最大为调度目标，以t2作为实时调度计算周期，求解计算得到实时调度计划；所述实时调度计划包括t2时间后执行的，ΔT02时间段内，各常规机组和快速启动机组的出力大小，以及分别对应C类、D类激励型需求响应资源和价格型需求响应资源的需求响应量；其中，ΔT02≥t2；S6，根据S3至S5得到的调度计划，对调度范围内的常规机组、快速启动机组、价格型需求响应资源以及各类激励型需求响应资源进行调度。...

【技术特征摘要】
1.一种消纳新能源的需求响应资源多时间尺度滚动调度方法，其特征是，包括：S1，确定调度范围内的需求响应资源，需求响应资源包括激励型需求响应资源和价格型需求响应资源，激励型需求响应资源包括：需要提前1天通知用户的A类、需要提前较长时间t1通知用户的B类、需要提前较短时间t2通知用户的C类，以及可进行直接负荷控制的D类需求响应资源；其中，24h＞t1＞t2＞0；S2，获取分别对应价格型需求响应资源以及各类激励型需求响应资源的需求响应报价曲线数据；S3，基于A类、B类需求响应资源的需求响应报价曲线，以运行成本最小为调度目标，以24小时作为日前调度计算周期，求解计算得到日前调度计划；所述日前调度计划包括调度执行当日各时间段中，各常规机组的机组组合，以及对应A类需求响应资源的需求响应量；S4，基于B类、C类需求响应资源的需求响应报价曲线，以及S3计算得到的调度执行当日各时间段的调度计划，以运行成本最小为调度目标，以t1作为日内调度计算周期，求解计算得到日内调度计划；所述日内调度计划包括t1时间后执行的，ΔT01时间段内，各快速启动机组的机组组合，以及对应B类需求响应资源的需求响应量；其中，ΔT01≥t1；S5，基于C类、D类需求响应资源的需求响应报价曲线，S3计算得到的各时段调度计划，以及S4计算得到的ΔT01时间段的调度计划，以社会福利最大为调度目标，以t2作为实时调度计算周期，求解计算得到实时调度计划；所述实时调度计划包括t2时间后执行的，ΔT02时间段内，各常规机组和快速启动机组的出力大小，以及分别对应C类、D类激励型需求响应资源和价格型需求响应资源的需求响应量；其中，ΔT02≥t2；S6，根据S3至S5得到的调度计划，对调度范围内的常规机组、快速启动机组、价格型需求响应资源以及各类激励型需求响应资源进行调度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S1中，B类需求响应资源的通知时间为提前15分钟通知；C类需求响应资源的通知时间为提前5分钟通知。B类需求响应资源的通知时间也可为较长的1-2小时。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S3中，所述日前调度计划包括次日24小时中，每小时对应的，各常规机组的机组组合，以及对应A类需求响应资源的需求响应量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S3中，运行成本包括常规机组的发电及启停成本、快速启动机组的发电及启停成本、调用A类及B类需求响应资源的激励成本、失负荷成本、切除风电功率成本和切除光伏功率成本。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，S3中，求解运行成本最小时的日前调度计划时，目标函数为：式(1)中，NN为负荷节点数，NT为调度时段长度，为常规发电机组数量，为快速启动机组数量，NW为风机数量，NP为光伏电站数量，为可提供A类/B类激励型需求响应资源的负荷聚合商数目，NMA/NMB为A类/B类需求响应资源报价曲线的分段数，和分别为第i台常规机组在t时段的输出功率和发电成本，和分别为第i台快速启动机组在t时段的输出功率和发电成本，和分别为t时段第i台常规机组的启停成本和第i台快速启动机组的启停成本，为第n个负荷节点第j个负荷聚合商在t时段在A类激励型需求响应分段报价曲线第m段的增加、减少负荷量及其所对应的报价，为第n个节点第j个负荷聚合商在t时段在B类激励型需求响应分段报价曲线第m段的增加、减少负荷量及其所对应的报价，为第n个负荷节点在t时段的失负荷功率及其对应的惩罚成本，为第w个风电场在t时段的切除风电功率及其对应的成本，为第p个光伏电站在t时段的切除光伏功率及其对应的成本；以运行成本最小为目标对日前调度计划进行求...

【专利技术属性】
技术研发人员：易永仙，崔高颖，郑爱霞，童格格，杨世海，高赐威，邵雪松，周玉，赵双双，李志新，段梅梅，吴刚，李纬，吴伟将，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力有限公司，东南大学，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32