一种三角洲城市群电网日前调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种三角洲城市群电网日前调度方法及系统，涉及电网日前调度技术领域，通过构建三角洲城市群水路网的时空网络模型、电量交互模型、运载状态模型和电网运行模型；构建电网日前调度目标函数；以电网日前调度目标函数最小为目标，求解电网日前调度目标函数，得到最优调度结果，进而完成三角洲城市群电网日前调度。通过储电船舶充换电及运输与电网进行能量交互，实现了促进可再生能源消纳以及促进电网安全运行的效果，提高了能源利用效率、电网安全性和经济性。电网安全性和经济性。电网安全性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种三角洲城市群电网日前调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网日前调度
，特别是涉及一种三角洲城市群电网日前调度方法及系统。

技术介绍

[0002]三角洲城市群是世界上最繁华、人口密度最大以及用电负荷最多的地区之一，该地区的用电安全面临许多挑战。一方面，闲置土地资源较少，输电走廊可铺设范围有限，修建新的架空输电线路几乎是一项不可能完成的任务。另一方面，电缆线路造价昂贵且传输容量小，而三角洲城市群负荷增长快，电缆线路建设落后于负荷增长。为了响应“碳达峰”和“碳中和”目标，该地区电网需要提高可再生能源装机量，但可再生能源多具有不稳定性的特点，大量的可再生能源被浪费，可再生能源的消纳成为亟待解决的问题。
[0003]目前有技术提出使电动汽车集群参与电网调度，实现能量存储和传输，但是电动汽车属于可引导但不可直接控制的群体型对象，易受外界因素影响，调控难度高，调控效果并不理想。另外电动汽车储能容量小，等效能量传输损耗较大，并不适用于城市群电网的调度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种三角洲城市群电网日前调度方法及系统，能够基于储电船舶实现三角洲城市群的电网日前调度，在兼顾船舶载客载货需求的同时，通过储电船舶充换电及运输与电网进行能量交互，实现了促进可再生能源消纳以及促进电网安全运行的效果，提高了能源利用效率、电网安全性和经济性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种三角洲城市群电网日前调度方法，包括：
[0007]构建三角洲城市群水路网的时空网络模型；所述时空网络模型用于描述三角洲城市群水路网中储电船舶的运输和停靠行为；
[0008]根据所述时空网络模型，确定每辆储电船舶在每个时段的状态变量；
[0009]根据每辆储电船舶在每个时段的状态变量，构建电量交互模型；所述电量交互模型用于描述储电船舶和换电码头的电量交互行为；所述电量交互行为包括充放电行为和换电行为；
[0010]根据每辆储电船舶在每个时段的状态变量，构建运载状态模型；所述运载状态模型用于描述储电船舶每个时段的运载状态；所述运载状态包括载客状态、载货状态和空载状态；
[0011]根据每辆储电船舶在每个时段的状态变量和所述电量交互模型，构建电网运行模型；所述电网运行模型用于描述三角洲城市群电网中发电机组每个时段的出力和启停状态；
[0012]将所述时空网络模型、所述电量交互模型、所述运载状态模型和所述电网运行模
型作为约束条件，构建电网日前调度目标函数；
[0013]以电网日前调度目标函数最小为目标，求解所述电网日前调度目标函数，得到最优调度结果；所述最优调度结果包括储电船舶和换电码头的电量交互行为，以及发电机组每个时段的出力和启停状态；
[0014]根据所述最优调度结果，控制三角洲城市群电网运行。
[0015]可选的，所述电网日前调度目标函数为：
[0016][0017]其中，II表示电网日前调度目标函数；a和b均表示权重系数；表示支路负载率；P
l,t
表示支路l传输的有功潮流；P
max,l
表示允许支路l传输的最大有功潮流；Pre
n,t
‑
P
n,t
表示可再生能源浪费量；Pre
n,t
表示第n个可再生能源预测功率；P
n,t
表示第n个可再生能源机组功率；t表示时段。
[0018]可选的，所述时空网络模型为：
[0019][0020][0021][0022][0023]其中，I
k,ij,t
为储电船舶状态的变量，表示在时段t内储电船舶k对应弧线ij的状态；ij表示由码头i到码头j的弧线；A表示在时段t内所有弧线的组合；表示集合A中从码头i出发的弧，表示集合A中到达码头i的弧；NT表示时段数；I
k,i,0
表示码头i处储电船舶k的初始状态；I
k,i,NT
分别表示码头i处储电船舶k的最终状态。
[0024]可选的，所述电量交互模型为：
[0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037]其中，I
k,ii,t
表示在时段t内储电船舶k停靠在码头i的状态；P
min,k
表示储电船舶k最小充/放电功率；表示t时段储电船舶k在码头i的充/放电功率；P
max,k
表示储电船舶k最大充/放电功率；v
k,l1,t
表示换电码头l1与储电船舶k处于非换电模式；P
min,l1
表示换电码头l1中换电电池最小充/放电功率；表示t时段换电码头l1中换电电池的充/放电功率；P
max,l1
表示换电码头l1中换电电池最大充/放电功率；E
min,k
表示储电船舶k的最小电能量；表示t时段艘储电船舶k的电能量，E
max,k
表示储电船舶k的最大电能量；E
min,l1
表示换电码头l1中换电电池的最小电能量；表示t时换电码头l1中换电电池的电能量；E
max,l1
表示换电码头l1中换电电池的最大电能量；表示t
‑
1时段储电船舶k的电能量；u
k,l1,t
表示换电码头l1与储电船舶k处于换电模式；表示t
‑
1时段换电码头l1中换电电池的电能量；D
l1
表示到达换电码头l1的路径集合；表示储电船舶k最终时刻能量；表示储电船舶k最终时刻能量；表示储电船舶k最终时刻能量，表示储电船舶k最终时刻能量。
[0038]可选的，所述运载状态模型为：
[0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046]其中，表示储电船舶k处于空载状态；表示储电船舶k处于载客状态；表示储电船舶k处于载货状态；B表示为集合A中所有i≠j的路径集合；t1表示载客出发的规定时段；t2表示载客返回的规定时段；t
h
表示最大允许迟到时间；s表示出发码头编号；e表示到达码头编号；C表示所有到达卸货码头的路径集合。
[0047]可选的，所述电网运行模型包括功率平衡约束、系统旋转备用约束、火电机组约束、可再生能源功率约束和网络安全约束。
[0048]可选的，
[0049]所述功率平衡约束为：
[0050]其中，P
u,t
表示t时段火电机组u功率；G表示火电机组集合；RE表示可再生能源机组集合；P
D,t
表示t时段负荷功率；
[0051]所述系统旋转备用约束为：
[0052][0053]SR
u,t
＝I
u,t
(P
max,u
‑
P<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三角洲城市群电网日前调度方法，其特征在于，包括：构建三角洲城市群水路网的时空网络模型；所述时空网络模型用于描述三角洲城市群水路网中储电船舶的运输和停靠行为；根据所述时空网络模型，确定每辆储电船舶在每个时段的状态变量；根据每辆储电船舶在每个时段的状态变量，构建电量交互模型；所述电量交互模型用于描述储电船舶和换电码头的电量交互行为；所述电量交互行为包括充放电行为和换电行为；根据每辆储电船舶在每个时段的状态变量，构建运载状态模型；所述运载状态模型用于描述储电船舶每个时段的运载状态；所述运载状态包括载客状态、载货状态和空载状态；根据每辆储电船舶在每个时段的状态变量和所述电量交互模型，构建电网运行模型；所述电网运行模型用于描述三角洲城市群电网中发电机组每个时段的出力和启停状态；将所述时空网络模型、所述电量交互模型、所述运载状态模型和所述电网运行模型作为约束条件，构建电网日前调度目标函数；以电网日前调度目标函数最小为目标，求解所述电网日前调度目标函数，得到最优调度结果；所述最优调度结果包括储电船舶和换电码头的电量交互行为，以及发电机组每个时段的出力和启停状态；根据所述最优调度结果，控制三角洲城市群电网运行。2.根据权利要求1所述的一种三角洲城市群电网日前调度方法，其特征在于，所述电网日前调度目标函数为：其中，II表示电网日前调度目标函数；a和b均表示权重系数；表示支路负载率；P
l,t
表示支路l传输的有功潮流；P
max,l
表示允许支路l传输的最大有功潮流；Pre
n,t
‑
P
n,t
表示可再生能源浪费量；Pre
n,t
表示第n个可再生能源预测功率；P
n,t
表示第n个可再生能源机组功率；t表示时段。3.根据权利要求1所述的一种三角洲城市群电网日前调度方法，其特征在于，所述时空网络模型为：网络模型为：网络模型为：网络模型为：其中，I
k,ij,t
为储电船舶状态的变量，表示在时段t内储电船舶k对应弧线ij的状态；ij表示由码头i到码头j的弧线；A表示在时段t内所有弧线的组合；表示集合A中从码头i出
发的弧，表示集合A中到达码头i的弧；NT表示时段数；I
k,i,0
表示码头i处储电船舶k的初始状态；I
k,i,NT
分别表示码头i处储电船舶k的最终状态。4.根据权利要求3所述的一种三角洲城市群电网日前调度方法，其特征在于，所述电量交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：交互模型为：其中，I
k,ii,t
表示在时段t内储电船舶k停靠在码头i的状态；P
min,k
表示储电船舶k最小充/放电功率；表示t时段储电船舶k在码头i的充/放电功率；P
max,k
表示储电船舶k最大充/放电功率；v
k,l1,t
表示换电码头l1与储电船舶k处于非换电模式；P
min,l1
表示换电码头l1中换电电池最小充/放电功率；表示t时段换电码头l1中换电电池的充/放电功率；P
max,l1
表示换电码头l1中换电电池最大充/放电功率；E
min,k
表示储电船舶k的最小电能量；表示t时段艘储电船舶k的电能量，E
max,k
表示储电船舶k的最大电能量；E
min,l1
表示换电码头l1中换电电池的最小电能量；表示t时换电码头l1中换电电池的电能量；E
max,l1
表示换电码头l1中换电电池的最大电能量；表示t
‑
1时段储电船舶k的电能量；u
k,l1,t
表示换电码头l1与储电船舶k处于换电模式；表示t
‑
1时段换电码头l1中换电电池的电能量；D
l1
表示到达换电码头l1的路径集合；表示储电船舶k最终时刻能量；表示储电船舶k最终时刻能量；表示储电船舶k最终时刻能量，表示储电船舶k最终时刻能量。5.根据权利要求4所述的一种三角洲城市群电网日前调度方法，其特征在于，所述运载状态模型为：
其中，表示储电船舶k处于空载状态；表示储电船舶k处于载客状态；表示储电船舶k处于载货状...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏世威，张晓龙，田野，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：