一种计及概率风险备用传递的机组组合方法技术

本公开涉及一种计及概率风险备用传递的机组组合方法，包括以下步骤：以设定周期内主动电源发电成本、主动电源备用配置成本和储能系统备用配置成本之和最小为目标，构建第一目标函数；将不同场景下，储能系统中充电与放电功率调控范围最小为目标，构建第二目标函数；将第一目标函数与第二目标函数采用交替迭代的方式求解，直至机组运行成本不再下降。

【技术实现步骤摘要】
一种计及概率风险备用传递的机组组合方法
本公开属于电力系统机组组合
，具体涉及一种计及概率风险备用传递的机组组合方法。
技术介绍
机组组合是电力系统运行与控制中关键而核心的环节，其目的是制定日或周前的机组启停计划，重在配置研究周期内各时段的备用容量，以满足预想事故下事故备用和负荷预测偏差的负荷备用需求，从而使系统有足够的调节能力以保障实时功率平衡。一直以来，备用的起源主要来自化石能源发电、可调节水电、核电等机组(主动电源)，然而，应对发电侧与用电侧同时存在多元不确定性，目前研究热点围绕多源联合的经济调度和源协同的机组组合两类开展了初步研究。在能源清洁化使用和需求旺盛的背景下，当风电并网规模比较小的时候，通过增加备用可以保证电网运行的安全性，也可有效解决能源和环境危机。但随着可再生能源(被动电源)高占比接入电网，风电短时内就可能出现强不确定性，由于增加备用没有从细节上考虑风电的短时较大变化，加之机组的故障停运、需求的波动性，直接影响着系统的可靠性水平、机组的启停状态和调度控制决策，可能会出现主动电源因上下调节能力不足不能满实时功率平衡，且能够保障电网运行安全的备用容量不容易估算。完全依靠传统的有功电源直接提供备用应对不确定性的手段将不能缓和随机性、间歇性所不断激化的经济性和可靠性矛盾。随着市场机制的引入，储能系统、电动汽车、需求响应等具有主动行为的储能系统也可以充当备用的角色，增强系统的调控弹性，其目的在配合和协调被动电源并网运行的同时促进对被动电源的消纳，补充和传递主动电源的能源，其中，主动电源能够通过手动或自动改变自身发电位置，促进有功平衡实现；被动电源不能随意改变其发电的位置，否则将带来损失；而储能系统在一定范围内能够改变自身发电或用电位置促进有功平衡，具有一定的主动性，但与主动电源相比，其主动性本质上来自电网，是间接性的主动。因此，储能系统间接主动的发挥其应对被动电源不确定性的作用，提高可靠性和安全性的效能。专利技术人了解到，现有技术中，风电大规模并网情况下，采用储能系统进行备用时传递时，对于机组组合方式的研究不足，容易出现电网无法有效满足负荷或发电成本、供电成本较高的情况。
技术实现思路
本公开的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种计及概率风险备用传递的机组组合方法。为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种计及概率风险备用传递的机组组合方法，包括以下步骤：以设定周期内主动电源发电成本、主动电源备用配置成本和储能系统备用配置成本之和最小为目标，构建第一目标函数；以不同场景下，储能系统中充电与放电功率调控范围最小为目标，构建第二目标函数；将第一目标函数与第二目标函数采用交替迭代的方式求解，直至机组运行成本不再下降。进一步改进，所述第一目标函数为：其中，N为机组数量；ai、bi、ci分别为机组i成本特性系数；Pi,t为机组i在t时段输出功率；ui,t为机组i在t时段启停状态，0表示停运，1表示运行；Si,t表示机组i在t时段启动成本。进一步改进，所述第二目标函数为：其中，λt、μt为第一目标函数中给定的协调信息，分别为场景s下时段t储能系统充、放电功率的实时校正备用的上、下调整量，分别为场景s下时段t需要常规机组提供的上调和下调备用；分别为场景s下时段t系统的风电波动所需要的实时校正的上调和下调备用；分别为场景s下时段t系统的负荷波动所需要的实时校正的上调和下调备用；λt取为t时段边际发电成本，可根据第一目标函数的结果求得。以上一个或多个技术方案的有益效果为：本公开的机组组合方法中主动负荷不仅可参与期望的功率平衡约束，还能够通过与风电的合作起到备用的作用，有直接消除不确定性的能力；(2)在提升接纳不确定性能力的基础上，避免机组频繁的启停；(3)在决策中考虑了电力系统二次、一次调节作用，使决策免除保守性，更符合实际。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本公开实施例中求解过程的流程示意图；图2为本公开实施例中采用3机组系统进行仿真验证的示意图；图3为本公开实施例风电场景示意图；图4为本公开实施例负荷场景示意图；图5为本公开实施例中日前计划的示意图；图6为本公开实施例中实施计划的示意图；图7为本公开实施例中储能系统应对不平衡量的原理；图8为本公开实施例中3个节点互联组成的电力子系统示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。本公开考虑负荷备用和事故备用两类备用。其中，负荷备用是指在发电与负荷平衡过程中，因被动量的不确定性(负荷、风电等预测误差)，而确定的为保持供电可靠持续的质量而必须设置负荷备用(基态下)；主要依靠AGC机组的调节能力来平抑这一不确定性。事故备用是指在发电与负荷平衡过程中，由于系统设备(主要指发电机)非计划故障而必须配置的事故备用(预想事故下N-1,N-2…)；主要依靠除故障机组以外的剩余发电机组所提供的备用来弥补因发电机故障停运所造成的停电损失。被动量不确定性强，若仅依靠主动电源应对被动量波动，则较为困难，将造成主动电源备用容量的增加，使机组频繁的启动或停运，并且易出现自动发电控制的锯齿式波动，不仅成本代价高，有时甚至出现弃风电或切负荷的情况。主动负荷运行灵活，在时变过程中应尽可能发挥其空间(位置)、数量(时间)的有效改变，以起到减轻或消除被动量不确定性的作用。为此，本公开提出了备用传递的概念。备用传递的概念包括时间上转移和空间上互补两个层面的意义。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种计及概率风险备用传递的机组组合方法。考虑不确定性因素的风险模型：1、机组强迫停运率模型对机组而言，机组强迫停运率表示为强迫停运小时与强迫停运小时和运行小时之和的比值。设机组运行状态为离散分布，且服从(0，1)分布，即机组只有两种状态，停运或按发电计划出力投运。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及概率风险备用传递的机组组合方法，其特征是，包括以下步骤：/n以设定周期内主动电源发电成本、主动电源备用配置成本和储能系统备用配置成本之和最小为目标，构建第一目标函数；/n以不同场景下，储能系统中充电与放电功率调控范围最小为目标，构建第二目标函数；/n将第一目标函数与第二目标函数采用交替迭代的方式求解，直至机组运行成本不再下降。/n

【技术特征摘要】
1.一种计及概率风险备用传递的机组组合方法，其特征是，包括以下步骤：
以设定周期内主动电源发电成本、主动电源备用配置成本和储能系统备用配置成本之和最小为目标，构建第一目标函数；
以不同场景下，储能系统中充电与放电功率调控范围最小为目标，构建第二目标函数；
将第一目标函数与第二目标函数采用交替迭代的方式求解，直至机组运行成本不再下降。


2.如权利要求1所述的计及概率风险备用传递的机组组合方法，其特征是，所述第一目标函数为：



其中，N为机组数量；ai、bi、ci分别为机组i成本特性系数；Pi,t为机组i在t时段输出功率；ui,t为机组i在t时段启停状态，0表示停运，1表示运行；Si,t表示机组i在t时段启动成本。


3.如权利要求1所述的计及概率风险备用传递的机组组合方法，其特征是，所述第二目标函数为：









其中，λt、μt为第一目标函数中给定的协调信息，分别为场景s下时段t储能系统充、放电功率的实时校正备用的上、下调整量，分别为场景s下时段t需要常规机组提供的上调和下调备用；分别为场景s下时段t系统的风电波动所需要的实时校正的上调和下调备用；分别为场景s下时段t系统的负荷波动所需要的实时校正的上调和下调备用；λt取为t时段边际发电成本，可根据第一目标函数的结果求得。


4.如权利要求2所述的计及概率风险备用传递的机组组合方法，其特征是，所述第一目标函数的约束条件包括功率平衡约束、旋转备用约束、风险备用约束、备用响应能力约束、机组输出功率上下限约束、机组爬坡功率约束、机组最小开停机时间约束、储能系统约束和网络安全约束。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张玉敏，吉兴全，于一潇，周安平，翟鹤峰，郑元，徐波，张琳，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37