一种电网多种调节资源的协调优化方法技术

本发明专利技术公开了一种电网多种调节资源的协调优化方法。目前的调频、备用与调峰等辅助服务的优化模型基本只考虑传统的火电机组与水电机组，风电、光伏等可再生能源仅仅作为被消纳、被平抑的被动资源，且对储能电站的考虑不够充分。本发明专利技术提出多种调节资源的电能量

【技术实现步骤摘要】
一种电网多种调节资源的协调优化方法


[0001]本专利技术属于电网资源协调优化领域，具体地说是一种多元融合高弹性电网多种调节资源的协调优化方法。

技术介绍

[0002]随着电网中光伏、风力发电等新能源发电的不断增加，电网对于调峰、调频、备用等灵活性辅助服务的需求不断提高。而越来越多的规模化储能电站的建设，也需要电网加强对于储能资源的调控利用，充分挖掘储能参与灵活性辅助服务的潜力。在多元融合高弹性电网的建设背景下，通过对风、光、水、火、储等多种调节资源的协调优化，可以提高电网对可再生能源的消纳能力，实现源网荷储四个环节的紧密交互，提升电网的运行弹性、运行安全性与运行效率，推动电网的低碳发展。因此，对全网多种调节资源的协调优化方法的研究正在成为电力领域的研究热点，受到了越来越多的研究关注。
[0003]电网中不断提高的可再生能源比例有效的降低了碳排放，为能源结构的转型提供了有力支撑，是实现碳中和的重要路径。但是，目前的调频、备用与调峰等辅助服务的优化模型基本只考虑传统的火电机组与水电机组，风电、光伏等可再生能源仅仅作为被消纳、被平抑的被动资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网多种调节资源的协调优化方法，其特征在于，包括：建立多种调节资源的电能量
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调频
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备用联合优化模型，其包括：步骤1)，确定多种调节资源的电能量
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调频
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备用联合优化模型的目标函数，所述的目标函数分为四部分，分别是各种调节资源的电能量出清成本、各种调节资源的调频出清成本、各种调节资源的备用出清成本与系统内备用不足时的惩罚成本；步骤2)，确定多种调节资源的电能量
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调频
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备用联合优化模型的约束条件，包括：21)电能量平衡约束，22)正常运行状态下的线路容量约束，23)系统内出清的调频量大于系统的调频需求，24)系统出清的备用量大于系统的备用需求，25)调用调频前后的线路容量约束，26)调用备用前后的线路容量约束，27)火力发电机组内部约束，28)风电、光伏与水电机组内部约束，29)储能电站内部约束，30)火电机组、风电、光伏发电、水电机组、储能电站的电能量、调频与备用的出清量都要为非负；步骤3)，对所述的电能量
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调频
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备用联合优化模型进行求解，对系统的总体成本进行优化。2.根据权利要求1所述的一种电网多种调节资源的协调优化方法，其特征在于，步骤1)中，各种调节资源的电能量出清成本表示为：式中，T表示优化时段数，F、W、S、H、E分别代表火电、风电、光伏发电、水电与储能；N
F
、N
W
、N
S
、N
H
、N
E
分别表示不同种类资源的数目；分别表示t时段中火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的电能量报价，分别代表t时段中火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的中标电量；各种调节资源的调频成本表示为：式中，分别表示t时段中火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的调频报价，分别代表t时段中火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的中标调频量；各种调节资源的备用成本表示为：
式中，分别表示t时段中火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的备用报价，分别代表t时段中火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的中标备用量；在电力市场优化出清时，如果系统中所有资源的备用申报量无法满足备用需求，使系统处于备用短缺状况，则系统引入惩罚因子这一参数，为系统备用缺额进行定价，从而产生系统内备用不足时的惩罚成本：式中，P表示由系统运营商设置的固定惩罚因子；表示系统在t时段的备用需求值，由系统运营商预先设置；所述电能量
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调频
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备用联合优化模型的目标函数为：
3.根据权利要求2所述的一种电网多种调节资源的协调优化方法，其特征在于，21)电能量平衡约束：在任意时段内，系统出清的电能量总和等于该时段的负荷总量，即：式中，d
n,t
表示第n个负荷在t时段的容量，N
d
表示负荷数量；22)正常运行状态下的线路容量约束：在正常运行状态下时，经过线路的潮流不能超过线路的最大长期传输容量，即：式中，S为网络的传输分布因子矩阵，分别由组成，分别代表t时段每个节点的火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的中标电量组成的向量，f代表线路的最大长期传输容量向量；23)系统出清的调频量大于系统的调频需求：在系统运行中，系统将调频需求量设置为一定比例的总负荷与一定比例的总可再生能源的总和，即：一定比例的总负荷与一定比例的总可再生能源的总和，即：式中，为系统的总调频需求，α、β为系统预先确定的调频需求系数；24)系统出清的备用量大于系统的备用需求：在系统运行中，系统将任意时段的备用需求设置为该时段最大在线机组的出力，即：求设置为该时段最大在线机组的出力，即：式中，为系统在t时段的总备用需求；25)调用调频前后的线路容量约束：在实际运行阶段，如果电网内的负荷或新能源机组的功率相较其预测值发生偏移，线路的潮流将短暂超过长期最大传输容量，但仍受到事故后的短期最大传输容量的限制；为了让系统恢复平衡，系统会对调频资源进行调用，调用调频后的一段时间内线路的潮流将受到恢复期最大传输容量的限制；为了降低运算负担，电能量
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调频
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备用联合优化模型只考虑两种极端情况：
①
所有负荷按照α系数正向偏移，同时所有可再生能源按照β系数负向偏移；
②
所有负荷按照α系数负向偏移，同时所有可再生能源按照β系数正向偏移；对应这两种极端情况，系统会相应的将全部调频资源分别向上调用与向下调用，以应对系统不平衡，即：
式中，分别由组成，分别代表t时段每个节点的火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的中标调频量组成的向量；f
DA
与f
SE
分别表示事故后的短期最大传输容量向量与恢复期最大传输容量向量；26)调用备用前后的线路容量约束：如果在电网内发生机组故障，线路的潮流将短暂超过长期最大传输容量，但仍受到事故后的短期最大传输容量的限制；为了让系统恢复平衡，系统会对备用资源进行调用，调用备用后的一段时间内线路的潮流受到恢复期最大传输容量的限制；为了降低运算负担，电能量
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调频
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备用联合优化模型只考虑最大机组故障前后的情况，即：的情况，即：式中，分别由组成，分别代表t时段每个节点的火电、风电、光伏发电、水电与储能资源的中标备用量组成的向量；δ
t
代表t时段的最大事故向量，如果t时段最大在线机组i的所在的节点为m，则δ
t
的第m个元素为最大在线机组i的中标电能量，其他元素为0。4.根据权利要求3所述的一种电网多种调节资源的协调优化方法，其特征在于，27)火力发电机组内部约束，包括：271)机组出清的电能量、调频容量与备用容量之和不能高于其最大容量，即：272)机组出清的电能量与调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江丰，苏烨，石剑涛，郭烨，魏路平，沈欣炜，卢敏，孙坚栋，汪自翔，郑可轲，陈巍文，华丽云，丁伟聪，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司杭州意能电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：