一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，在系统层面上，从风电、负荷的不确定性和源、荷、储各环节的灵活资源特性两个方面提出了灵活性量化评估方法；然后，综合考虑火电机组改造、储能新建、需求侧响应配置等灵活性提升措施，以投资建设成本、常规运行成本、资源调用成本等最小为目标，并充分计及机组启停、资源调用等运行约束对规划结果的影响，构建协同系统经济性与安全性的源‑荷‑储一体化灵活性资源统筹规划和运行综合优化模型。最后，对改造的IEEE 30系统进行仿真分析，基于仿真算例验证本发明专利技术方法的科学性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法
本专利技术涉及资源规划与运行的优化
，具体涉及一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法。
技术介绍
随着可再生能源渗透率的提高，风电等可再生能源出力的随机性和波动性进一步增强，如果系统无法提供与之匹配的灵活调节资源，将会严重影响电力系统的安全稳定高效运行，可再生能源消纳问题也会更加突出。为解决上述问题，我国制定了一系列的相关政策，明确指出要高度重视电力系统调节能力建设，全面推动煤电机组灵活性改造、加快储能系统建设、提高电力需求侧响应能力，着力增强系统灵活性。目前，已有研究在规划问题中对风电等可再生能源出力的随机性和波动性予以应对，针对电力系统各环节的灵活资源，如储能、需求侧响应、快速调节机组等，构建相应资源优化调度、配置模型。电力系统自动化第43卷第14期73-80段以含多种分布式电源的网络节点为单位，采用虚拟电厂概率量化模型，集中量化表征全体灵活资源的综合调节能力，并将其纳入日前电力市场交易，基于优化出清模型确定日前出力计划和备用计划。电力系统自动化第36卷第19期47-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1：根据风电不确定性的电力系统灵活性需求，对电力系统的源、荷、储各环节灵活资源灵活供应特性建模；并构建灵活性充足度指标来表征电力系统灵活性供需匹配情况，其中，灵活性充足度指标的表达式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：根据风电不确定性的电力系统灵活性需求，对电力系统的源、荷、储各环节灵活资源灵活供应特性建模；并构建灵活性充足度指标来表征电力系统灵活性供需匹配情况，其中，灵活性充足度指标的表达式为：



式中：Fup(t)为t时间尺度下系统上调灵活性充裕度；Fdown(t)为t时间尺度下系统下调灵活性充裕度；FS,up(t)、FS,down(t)分别为电力系统的上、下调灵活性总供给；FN(t)为电力系统灵活性需求，具有方向性；当指标大于0时，表示电力系统内灵活性充足；当指标小于0时，表示电力系统内灵活性不足；
S2：根据步骤S1的灵活性需求与供需匹配平衡，结合灵活性相关约束，构建源-荷-储一体化的灵活性资源统筹规划和运行综合优化模型，所述源-荷-储一体化的灵活性资源统筹规划和运行综合优化模型将长时间尺度的规划问题和短时间尺度的运行问题进行综合优化，以运行指导规划；
S3：对步骤S2中的所述源-荷-储一体化的灵活性资源统筹规划和运行综合优化模型进行线性转化，并求解所述模型，输出灵活性资源配置决策结果，实现电力系统的资源优化。


2.根据权利要求1所述的一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，其特征在于，步骤S1中的所述电力系统灵活性需求是由净负荷的前后时刻波动以及预测不确定性共同确定，所述电力系统灵活性需求的表达式为：
FN(t)＝[PNL(t+1)-PNL(t)]+[PNL,r(t+1)-PNL(t+1)]+[PNL(t)-PNL,r(t)]＝PNL,r(t+1)-PNL,r(t)
PNL,r(t)＝L(t)-Pw,r(t)＝L(t)-(Pw(t)-Pw,ab(t)+ew(t))
式中：FN(t)代表电力系统灵活性需求，具有方向性；PNL,r(t)表示净负荷实际值；PNL(t)表示净负荷预测值；ew(t)代表风电预测误差；Pw,ab(t)表示风电的弃电量；Pw,r(t)、Pw(t)为风电的实际功率和预测功率。


3.根据权利要求2所述的一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，其特征在于，步骤S1中对电力系统的源、荷、储各环节灵活资源灵活供应特性建模，其中，所述电力系统的源、荷、储各环节灵活资源包括火电机组、储能和需求侧响应；火电机组灵活资源灵活供应的模型表达式为：



式中：Fth,up(t)、Fth,down(t)分别为电力系统内所有火电机组时刻t提供上、下灵活性供给边界的总和；n表示常规火电机组的数量；Δt为调度时间尺度；Fith,up(t)、Fith,down(t)分别表示火电机组i提供的上、下灵活性；Pith,max、Pith,min分别表示火电机组的额定功率和最小出力；Ri为火电机组的爬坡速率；Pith(t)为机组i时刻t的输出功率；
储能灵活资源灵活供应的模型表达式为：



式中：Fess,up(t)、Fess,down(t)分别表示时刻t储能所能提供的上下调灵活性资源边界；分别表示储能的最大充放电功率；E(t)为时刻t储能的能量，Emax、Emin分别表示储能的上下能量边界；Pchg(t)、Pdsg(t)分别表示时刻t储能的充放电功率，均大于0；ηchg、ηdsg分别表示储能的充放电系数；
需求侧响应灵活资源灵活供应的模型表达式为：



式中：ΔL(t)为当前的可控负荷，ΔLmax为电力系统最大用于需求侧响应的可控负荷，Pld,cut、Pld,add为电力系统切除负荷和恢复负荷的最大限值。


4.根据权利要求1所述的一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，其特征在于，步骤S2中所述源-荷-储一体化的灵活性资源统筹规划和运行综合优化模型，以年规划综合成本CTOTAL最小为目标函数，所述目标函数由灵活资源投资成本Cbuild和电力系统运行成本两大部分组成；其中所述电力系统运行成本包括灵活性资源运行费用COP、灵活性调用成本CF、弃风成本CAB；其中，目标函数为CTOTAL＝Cbuild+COP+CF+CAB。


5.根据权利要求4所述的一种适用于源荷储灵活资源统筹规划与运行的优化方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟竞，朱觅，刘莹，杨新婷，李奥，乔云池，唐权，胥威汀，李婷，王云玲，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51