【技术实现步骤摘要】
一种梯级水电直流灵活外送的系统低碳调度方法
[0001]本专利技术属于电力系统经济调度分析
，涉及系统中考虑梯级水电、直流线路运行方式、送端火电机组特性的整体低碳经济调度方法。
技术介绍
[0002]随着国家双碳目标的提出，碳交易以及碳税制度被引入到了各种研究中，这些制度能够有效降低系统的二氧化碳排放量，优化电网发电计划。由于大规模风光并网，储能技术目前装机容量还比较低，因此将平复新能源波动的任务交给了具有和风光同等级装机规模的梯级水电。梯级水电大部分处于西南地区，区域特点是本地用电量远低于发电机装机容量，会造成很大程度的弃水，必须要通过支流线路向外输送。传统的直流运行方式大部分为二值运行，不能够发挥直流传输线路的灵活调节特性，直流线路的运行方式影响着系统二氧化碳排放量以及总成本。与此同时，水电的外送是一个送受端系统匹配的过程，要同时考虑送端和受端的共同影响。因此有必要考虑一种梯级水电直流灵活外送的系统低碳调度方法，从而助力达成双碳目标。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种梯级水电直流灵活外送的系统低碳调度方法，其主要特征在于：包括以下步骤：步骤1、建立送端梯级水电外送系统数学模型，目标函数为水电耗水量最小，送端系统约束包括梯级水电的水量平衡方程，水电不规则振动区约束，水库的库容水位曲线以及尾水位和下泄量函数的拟合，以及水电出力线性化。步骤2、建立受端系统数学模型，目标函数为系统成本最低，目标函数中成本包括机组启停成本、燃料成本、低负载补偿成本、二氧化碳排放量约束，约束包括机组的详细启动停止过程，最小启停时间限制，系统预留备用容量，功率平衡方程，应用模糊表示风电的不确定性。步骤3、建立直流线路约束，约束包括直流线路爬坡限制，直流线路调整次数限制，直流线路允许过载1.1倍过载持续两小时情况偶尔发生。步骤4、根据步骤1、步骤2、步骤3所建立的目标函数以及约束、利用多目标规划的优先级法进行求解，将直流灵活外送方式与固定模式进行对比，得到灵活外送方式下为系统整体提高的效益，为选择直流灵活运行提供理论基础。2.根据权利要求1所述的一种梯级水电直流灵活外送的系统低碳调度方法，其特征在于：所述步骤1中送端水电系统的目标函数如下：式中，F代表总耗水量C
use.i.t
代表i号机组t时刻的用水量包括发电流量以及弃水流量。N为总水电站数目，T为仿真时段数。3.根据权利要求1所述的一种考虑需求侧资源响应随机性的配电系统时变可靠性计算方法，其特征在于：所述步骤1中送端梯级水电约束如下：水库水量平衡方程为：式中，V
i.t
代表t时刻i号机组的水库容积，水库下一时刻水量等于此时刻入库流量减去出库流量差值对时间的积分，入库流量包括天然径流I
i.t
和上级水库发电流量和弃水流量之和(G
i
‑
1.t
+C
i
‑
1.t
))，对于龙头水电站水库入库流量只包含天然径流量。水头与上下水位的关系：式中，净水头H
i.t
等于上游落水位K
i.t
和下游水位Z(G
i.t
+C
i.t
)的差值再扣除水流进入闸阀、管道、拦污栅等造成的水头损失H
loss.i.t
。水电站功率方程：P
generate.i.t
＝9.81ηG
i.t
×
H
i.t
式中，P
generate.i.t
表示水电站发出的功率，η为水电站效率，G
i.t
为发电流量，H
i.t
为水头水轮机不在振动区间运行约束：
式中，代表第j振动区间下限，代表第j个振动区间上限。水轮机限制穿越震动区间约束：使水电出力以最小次数穿越振动区间，取分段点：接着添加以下约束：接着添加以下约束：式中，n为分段点的个数，B
i.t
＝1代表着t时刻水电机组运行在第i段出力区间。假设运行区间有变化，相邻时段每个0
‑
1变量的差的绝对值加和为2，反之没有变化为0，所以所有时段相加和等于运行区间改变的次数的2倍。水库水头曲线，尾水位泄量曲线的拟合：将水库水头曲线，尾水位泄量曲线均拟合为二次函数：为二次函数：水电出力的线性化：将发电流量和水头做变换如下式所示：式中平方项可以通过分段线性化的方式变为混合整数形式以便求解。4.根据权利要求1所述的一种梯级水电直流灵活外送的系统低碳调度方法，其特征在于：在所述步骤2中，受端系统目标函数成本最小，目标函数如下：
式中，代表火电机组的运行成本，C
fine
代表失负荷惩罚费用，代表丢失负荷电量，C
sta
为机组启动成本，y
i.t
为启动状态状态变量，C
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