一种广域源-荷日前有功优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种广域源‑荷日前有功优化控制方法，包括：读取各类电源、集中式工业负荷和分布式民用负荷的相关数据；对分布式民用负荷进行分组聚合处理；计算各组聚合负荷的聚合调节性能参数；构建并求解广域源‑荷日前有功优化模型，得到各类电源、集中式工业负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划；分配聚合民用负荷中各分布式负荷的日前有功功率计划。本发明专利技术提供的一种广域源‑荷日前有功优化控制方法充分考虑了多形态弹性负荷的调节特性，利用聚合的方式解决了海量广域分布式负荷的特性分析问题，实现广域多形态弹性负荷、常规电源和风电的协调优化控制，提高电网对风电的消纳能力。

【技术实现步骤摘要】
一种广域源-荷日前有功优化控制方法
本专利技术属于新能源电力系统有功优化控制领域，尤其涉及一种广域源-荷日前有功优化控制方法。
技术介绍
随着大型千万千瓦级风电基地风电装机容量急剧增长，风电在系统中的占比增加。风电的随机性和波动性的特点，增加了电网调峰压力，仅依靠常规机组出力不能实现风电的充分消纳。负荷侧，集中式弹性负荷(如高载能负荷)和分布式弹性负荷(如蓄热电锅炉等)均显现出良好的调节特性，能够参与电网调度，促进风电的消纳。然而，弹性负荷调节特性复杂，且分布式弹性负荷具有分布广域、数量海量的特点，增加了电网调度的难度。针对源-荷协调控制方面，国内外已有初步的研究。有文献针对大规模风电并网造成的调峰问题，对高载能负荷等集中式弹性负荷参与“荷-源”协调控制的可行性和有效性进行了研究。有文献进行了价格型和激励型需求响应参与源-荷协调控制的理论研究，但并未深入考虑广域弹性负荷的可调节特性。有文献研究了蓄热电锅炉等分布式弹性负荷的可调节特性，但并未对其参与源-荷协调控制进行深入研究。综上所述，针对集中式负荷(高载能负荷)和分布式负荷(蓄热电锅炉)等广域弹性负荷，共同参与“荷-源”优化控制方面，目前尚缺乏系统性研究。为了使广域弹性负荷能够更好地参与电网调节，充分消纳风电，需要提出一种新的广域源-荷日前有功优化控制方法，实现综合考虑风电、常规电源、广域弹性负荷的有功优化控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种广域源-荷日前有功优化控制方法，用于解决大规模风电并网背景下，源-荷有功优化控制问题，为电网运行提供参考。一种广域源-荷日前有功优化控制方法，包括以下步骤：S1：读取各类电源、集中式工业负荷和分布式民用负荷的相关数据；S2：对分布式民用负荷进行分组聚合处理；S3：计算各组聚合负荷的聚合调节性能参数；S4：构建并求解广域源-荷日前有功优化模型，得到各类电源、集中式工业负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划；S5：分配聚合民用负荷中各分布式负荷的日前有功功率计划。所述S1包括以下步骤：S101:获取电网中集中式工业负荷的数量MH，分布式民用负荷的数量N；S102：获取次日风电有功出力预测数据常规负荷功率预测数据各集中式工业负荷功率预测数据各分布式民用负荷功率预测数据S103：获取常规电源的性能参数：常规机组i的最大输出功率PGi,max、最小输出功率PGi,min、最小运行时间最小停机时间上升出力限制PGi,up、下降出力限制PGi,down。S104：获取集中式工业负荷调节性能参数:集中式工业负荷m的最大负荷功率最小负荷功率最大升出力限制最小降出力限制S105：获取分布式民用负荷的调节性能参数:分布式民用负荷n的最小负荷功率最大负荷功率最小蓄热量最大蓄热量最大爬坡率和最小爬坡率所述S2包括以下步骤：S201：对N个分布式民用负荷进行分组，本文中分布式民用可调负荷只考虑蓄热电锅炉负荷；将型号相同、可调节功率范围相同的蓄热电锅炉负荷分为同一组，共分为Mx组，第m组蓄热电锅炉数量为Nm。S202：对Mx组分布式蓄热电锅炉负荷聚合处理，聚合过程如附图1。所述S3包括以下步骤：S301：计算Mx组聚合民用负荷的次日负荷预测功率S302：计算Mx组聚合民用负荷的最小负荷功率和最大负荷功率S303：计算Mx组聚合民用负荷的最小蓄热量和最大蓄热量S304：计算Mx组聚合民用负荷的最大爬坡率和最小爬坡率所述S4包括以下步骤：S401：构建广域源-荷日前有功优化模型，设定目标函数为弃风量最小，约束条件包括功率平衡约束，风电出力约束，常规电源运行约束，聚合负荷约束，高载能负荷约束。S402：求解得到风电日前有功出力计划常规电源日前有功出力计划集中式工业负荷日前负荷有功功率计划聚合民用负荷日前负荷有功功率计划所述S5包括以下步骤：计算聚合民用负荷中各个分布式负荷日前有功功率计划本专利技术提供的一种广域源-荷日前有功优化控制方法，通过：读取各类电源、集中式工业负荷和分布式民用负荷的相关数据；对分布式民用负荷进行分组聚合处理；计算各组聚合负荷的聚合调节性能参数；构建并求解广域源-荷日前有功优化模型，得到各类电源、集中式工业负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划；分配聚合民用负荷中各分布式负荷的日前有功功率计划。此方法充分考虑了大规模风电并网的波动性及弹性负荷的调节特性，通过聚合的方式解决了分布式负荷数量海量的问题，能够更好地发挥广域弹性负荷、常规电源对风电的互补调节作用，促进风电消纳。附图说明下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1是本专利技术提供的一种广域源-荷日前有功优化控制方法流程图。图2是本专利技术提供的实例2中区域电网示意图图3是本专利技术提供的实例2中区域电网的风电及各类负荷的次日有功功率预测数据图4是本专利技术提供的实例2中区域电网的聚合民用负荷的次日有功功率预测数据图5是本专利技术提供的实例2中区域电网的风电、常规电源、高载能负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划图6是本专利技术提供的实例2中区域电网的各个分布式民用负荷的日前有功功率计划具体实施方式为了清楚了解本专利技术的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本专利技术实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的典型实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1图1是一种广域源-荷日前有功优化控制方法的流程图。图1中，本专利技术提供的一种广域源-荷日前有功优化控制方法流程图包括：S1：读取各类电源、集中式工业负荷和分布式民用负荷的相关数据；S2：对分布式民用负荷进行分组聚合处理；S3：计算各组聚合负荷的聚合调节性能参数；S4：构建并求解广域源-荷日前有功优化模型，得到各类电源、集中式工业负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划；S5：分配聚合民用负荷中各分布式负荷的日前有功功率计划。所述S1包括以下步骤：S101:获取电网中集中式工业负荷的数量MH，分布式民用负荷的数量N；S102：获取次日风电有功出力预测数据常规负荷功率预测数据各集中式工业负荷功率预测数据各分布式民用负荷功率预测数据S103：获取常规电源的性能参数：常规机组i的最大输出功率PGi,max、最小输出功率PGi,min、最小运行时间最小停机时间上升出力限制PGi,up、下降出力限制PGi,down。S104：获取集中式工业负荷调节性能参数:集中式工业负荷m的最大负荷功率最小负荷功率最大升出力限制最小降出力限制S105：获取分布式民用负荷的调节性能参数:分布式民用负荷n的最小负荷功率最大负荷功率最小蓄热量最大蓄热量最大爬坡率最小爬坡率所述S2包括以下步骤：S201：对N个分布式民用负荷进行分组，本文中分布式民用可调负荷只考虑蓄热电锅炉负荷；将蓄热电锅炉型号、蓄热量、额定功率相同的蓄热电锅炉负荷分为同一组，共分为Mx组，第m组蓄热电锅炉数量为Nm。S202：对Mx组分布式蓄热电锅炉负荷聚合处理，具体步骤为：第m组聚合民用负荷功率等于Nm个蓄热电锅炉负荷功率的叠加，即第m组聚合民用负荷蓄热量等于Nm个蓄热电锅炉负荷蓄热量的叠加，即所述S3包括以下步骤：S301：计算Mx组聚合民用负荷的次日24个点负荷预测功率：第m组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种广域源‑荷日前有功优化控制方法，包括以下步骤：S1：读取各类电源、集中式工业负荷和分布式民用负荷的相关数据；S2：对分布式民用负荷进行分组聚合处理；S3：计算各组聚合负荷的聚合调节性能参数；S4：构建并求解广域源‑荷日前有功优化模型，得到各类电源、集中式工业负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划；S5：分配聚合民用负荷中各分布式负荷的日前有功功率计划。

【技术特征摘要】
1.一种广域源-荷日前有功优化控制方法，包括以下步骤：S1：读取各类电源、集中式工业负荷和分布式民用负荷的相关数据；S2：对分布式民用负荷进行分组聚合处理；S3：计算各组聚合负荷的聚合调节性能参数；S4：构建并求解广域源-荷日前有功优化模型，得到各类电源、集中式工业负荷、聚合民用负荷的日前有功功率计划；S5：分配聚合民用负荷中各分布式负荷的日前有功功率计划。2.根据权利要求1所述的一种广域源-荷日前有功优化控制方法，其特征在于,所述S1包括以下步骤：S101:获取电网中集中式工业负荷的数量MH，分布式民用负荷的数量N；S102：获取次日风电有功出力预测数据常规负荷功率预测数据各集中式工业负荷功率预测数据各分布式民用负荷功率预测数据S103：获取常规电源的性能参数：常规机组i的最大输出功率PGi,max、最小输出功率PGi,min、最小运行时间最小停机时间上升出力限制PGi,up、下降出力限制PGi,down；S104：获取集中式工业负荷调节性能参数:集中式工业负荷m的最大负荷功率最小负荷功率最大升出力限制最小降出力限制S105：获取分布式民用负荷的调节性能参数:分布式民用负荷n的最小负荷功率最大负荷功率最小蓄热量最大蓄热量最大爬坡率最小爬坡率3.根据权利要求1所述的一种广域源-荷日前有功优化控制方法，其特征在于,所述S2包括以下步骤：S201：对N个分布式民用负荷进行分组，将蓄热电锅炉型号、额定蓄热量、额定功率相同的蓄热电锅炉负荷分为同一组，共分为Mx组，第m组蓄热电锅炉数量为Nm；S202：对Mx组分布式蓄热电锅炉负荷聚合处理，具体步骤为：第m组聚合民用负荷功率等于Nm个蓄热电锅炉负荷功率的叠加，即第m组聚合民用负荷蓄热量等于Nm个蓄热电锅炉负荷蓄热量的叠加，即4.根据权利要求1所述的一种广域源-荷日前有功优化控制方法，其特征在于,所述S3包括以下步骤：S301：计算Mx组聚合民用负荷的次日负荷预测功率S302：计算Mx组聚合民用负荷的最小负荷功率和最大负荷功率S303：计算Mx组聚合民用负荷的最小蓄热量和最大蓄热量S304：计算Mx组聚合民用负荷的最大爬坡率和最小爬坡率5.根据权利要求1所述的一种广域源-荷日前有功优化控制方法，其特征在于,所述S4包括以下步骤：S401：构建广域源-荷日前有功优化模型，设定目标函数为弃风量最小，约束条件包括功率平衡约束，风电出力约束，常规电源运行约束，聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚春晓，刘文颖，王维洲，夏鹏，梁琛，蔡万通，华夏，张尧翔，史玉杰，朱丹丹，药炜，张雨薇，刘福潮，王方雨，郑晶晶，郭虎，彭晶，田浩，韩永军，吕良，曾文伟，王贤，许春蕾，荣俊杰，李宛齐，聂雅楠，冉忠，
申请(专利权)人：华北电力大学，国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，国网山西省电力公司太原供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11