基于改进Benders分解法的风水火协调优化调度方法技术

本发明专利技术涉及一种基于改进Benders分解法的风水火协调优化调度方法，利用拉丁超立方抽样法生成设定组数等概率信息样本矩阵；采用场景缩减法对样本矩阵内的所有样本场景进行整理缩减，并获取各个场景类别中的经典场景集合；考虑了风电出力和负荷波动性引起的多种备用需求，实现了对各类备用资源的分配的优化；调度模型中引入条件风险价值(CVaR)，可用于量化平衡预期收益与风险之间的关系，使发电商可以根据自身对风险的喜恶程度选择相应的调度方案；公开的方法模型中在采用Benders分解算法求解所建模型时引入简森不等式约束和多割集反馈两种优化策略，提高了Benders分解法的求解速度和计算精度。

Wind-Water-Fire Coordination and Optimal Dispatching Method Based on Improved Benders Decomposition Method

【技术实现步骤摘要】
基于改进Benders分解法的风水火协调优化调度方法
本专利技术涉及一种能源管理技术，特别涉及一种基于改进Benders分解法的风水火协调优化调度方法。
技术介绍
风水火联合运行可以为系统提供更为灵活的备用并有助于新能源的消纳。然而风电固有的随机性和波动性为电力系统的优化调度和辅助服务带来了困难，如何对不同的发电方式合理安排备用仍充满着挑战性。除考虑风电出力和负荷波动性对电网预留备用的需求外，备用价格的不确定性同样会对备用容量优化带来风险，而传统的确定性机组组合模型多数以系统运行成本最低为目标函数，忽略了辅助服务市场的成本或将其简单当做常数进行处理。在近期的研究中，CVaR作为一种有效的风险度量方法已有了广泛的应用。因此，可以在风水火协调优化调度模型中引入CVaR，用于度量由备用价格不确定性所带来的风险，进而得到最优投资策略，引导决策者规避交易风险。另外，考虑不确定性的经济调度问题是一个大规模的混合整数非线性规划问题，离散变量的增加使得问题求解变得更加困难。对此可采用分解法进行求解。常见的分解算法有Dantzig-Wolfe分解法、Benders分解法和拉格朗日松弛法，这些分解算法可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进Benders分解法的风险规避型风水火协调优化调度方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)利用拉丁超立方抽样法生成设定组数等概率信息样本矩阵，样本矩阵包含风电出力预测误差、负荷预测误差和不同类型备用供电价格变量；2)采用场景缩减法对样本矩阵内的所有样本场景进行整理缩减，并获取各个场景类别中的经典场景集合；3)采用条件风险价值CVaR指标来描述风水火系统中备用供电价格波动带来的风险；4)基于风电和负荷波动性引起的备用需求，以及不同类型备用供电价格的不确定性建立风险规避型风水火协调优化调度模型，所建模型通过不同类型备用供电的风险水平系数将CVaR模型与目标函数结合在一起；5)采用加...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进Benders分解法的风险规避型风水火协调优化调度方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)利用拉丁超立方抽样法生成设定组数等概率信息样本矩阵，样本矩阵包含风电出力预测误差、负荷预测误差和不同类型备用供电价格变量；2)采用场景缩减法对样本矩阵内的所有样本场景进行整理缩减，并获取各个场景类别中的经典场景集合；3)采用条件风险价值CVaR指标来描述风水火系统中备用供电价格波动带来的风险；4)基于风电和负荷波动性引起的备用需求，以及不同类型备用供电价格的不确定性建立风险规避型风水火协调优化调度模型，所建模型通过不同类型备用供电的风险水平系数将CVaR模型与目标函数结合在一起；5)采用加入简森不等式约束和多割集反馈两种优化策略的改进Benders分解法将步骤4)建立的模型分解为一个主问题和多个与场景变量相关的子问题，以提高模型求解速度；6)通过改变不同类型备用供电的风险水平系数的取值得到不同的风险偏好程度，获取具有风险偏好的调度方案。2.根据权利要求1所述基于改进Benders分解法的风险规避型风水火协调优化调度方法，其特征在于，所述步骤1)具体步骤：首先，选取一组经典的风电出力预测误差、负荷预测误差、火电备用价格和水电备用价格，此组数据各自均值和标准差分别设为Δpw服从Δpd服从λ服从N(20.21,3.162)和μ服从N(8.63,2.6752)，其中μw、σw是风电出力预测误差分布函数的均值和标准差；σd是负荷预测误差分布函数的标准差；然后，设抽样规模为K，利用拉丁超立方抽样法生成K组等概率场景风电出力预测误差、负荷预测误差和、火电备用价格和水电备用价格信息样本矩阵。3.根据权利要求1所述基于改进Benders分解法的风险规避型风水火协调优化调度方法，其特征在于，所述步骤3)采用条件风险价值CVaR指标来描述风水火系统中备用供电价格波动带来的风险，使用表示，分别为在预先设定好的置信水平β1j和β2j下，发电商在未来一段时间内在火电和水电对应的备用j上投资的最大可能成本：其中，t为时段编号；T为总时段数；i为火电机组编号，NG为火电机组台数；h为水电机组编号，NH为水电机组台数；ω为预测误差的场景编号，Ω为场景总数；πω是ω场景的发生概率；为ω场景下火电机组i在t时段提供的备用j的容量；为ω场景下火电的备用j在t时段的价格；为ω场景下水机组h在t时段提供的备用j的容量；为ω场景下水电的备用j在t时段的价格；β1j,β2j∈[0,1]为火电和水电对应的备用j的置信水平。4.根据权利要求3所述基于改进Benders分解法的风险规避型风水火协调优化调度方法，其特征在于，所述步骤4)风险规避型风水火优化调度模型的目标函数为：其中，第一项为火电机组运行成本，分别为火电机组i在t时段的燃料成本、启动成本和停机成本；Ui,t为t时段火电机组i的状态变量，Ui,t＝0表示停机，Ui,t＝1表示运行；第二项为不同备用的期望成本；第三项和第四项为基于价格不确定性的CVaR，其中α1j,α2j∈[0,1]，为火电和水电对应的备用j的风险水平系数；约束条件包括：A)功率平衡约束其中，为ω场景下火电机组i在t时段的出力变量；为ω场景下水电机组h在t时段的出力变量；为ω...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晓琳，金言，薛钰，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31