一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法。步骤为：建立电力系统备用容量配置模型；建立电力系统总购电成本目标函数；基于电力系统备用容量配置模型构建电力系统机会约束模型；根据电力系统机会约束模型采用蒙特卡洛算法对电力系统所有机组进行校验，得到满足机会约束要求的若干机组组合；采用粒子群算法分别对若干机组组合的配置进行求解，得到满足电力系统总购电成本目标函数的电力系统备用容量最优配置的机组组合。本发明专利技术可降低电力系统运行经济成本，为电力系统源网荷储多资源容量优化配置提供参考。荷储多资源容量优化配置提供参考。荷储多资源容量优化配置提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法。

技术介绍

[0002]随着新能源渗透率的快速提升，非同步发电机组容量的增加使得电力系统调峰能力被快速削弱。此外，用户侧大规模自主式控制的可中断负荷大规模并网，为电力系统的源荷交互式调峰提供参考。基于此，考虑到新型电力系统源网荷储多层级设备单元控制的联动作用，当前调度下调峰设备的容量优化配置需计及源网荷储多层协调优化。
[0003]现有针对调峰设备优化配置的方法多是电力系统单层级设备容量配置优化方法，例如仅考虑电源侧设备容量配置，未将负荷和直流输电纳入考虑范围。然而，电力系统将是源网荷储协调运行状态，仅考虑单一层级设备的规划不能满足新型电力系统设计需求，不适用于新型电力系统源网荷储多层级优化调度的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，解决电力系统多资源参与调频下稳定运行的调度优化问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，包括以下步骤：
[0006]建立电力系统备用容量配置模型；
[0007]建立电力系统总购电成本目标函数；
[0008]基于电力系统备用容量配置模型构建电力系统机会约束模型；
[0009]根据电力系统机会约束模型采用蒙特卡洛算法对电力系统所有机组进行校验，得到满足机会约束要求的若干机组组合；
[0010]采用粒子群算法分别对若干机组组合的配置进行求解，得到满足电力系统总购电成本目标函数的电力系统备用容量最优配置的机组组合。
[0011]进一步地，所述电力系统备用容量配置模型包括有功功率平衡模型和备用容量平衡模型，以及有功功率平衡模型和备用容量平衡模型中各变量的约束模型。
[0012]进一步地，所述有功功率平衡模型为
[0013][0014]其中，N
SG
、N
WF
、N
DC
、N
E
分别为电力系统内常规机组数、风电机组数、直流输电线路数及储能机组数；P
SGi
、P
WFj
、P
DCm
、P
Eq
分别为第i台常规机组有功发电量、第j台风电机组有功发电量、第m条直流输电线路有功发电量、第q台储能机组有功发电量；P
L
为负荷消耗有功功率预测值。
[0015]进一步地，所述备用容量平衡模型为
[0016][0017]其中，N
SG
、N
WF
、N
DC
、N
E
分别为电力系统内常规机组数、风电机组数、直流输电线路数及储能机组数；分别为t 时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q 台储能机组提供旋转备用容量的权重系数；分别为t时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；为电力系统t时刻的旋转备用需求。
[0018]进一步地，所述有功功率平衡模型和备用容量平衡模型中各变量的约束模型为
[0019]P
SGimin
≤P
SGi
≤P
SGimax
[0020]P
WFimin
≤P
WFi
≤P
WFimax
[0021]P
DCimin
≤P
DCi
≤P
DCimax
[0022]P
Eqimin
≤P
Eqi
≤P
Eqimax
[0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032]其中，分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组出力的最小限值；流输电线路、第q台储能机组出力的最小限值；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组出力的最大限值；机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组出力的最大限值；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量下限指标，为旋转备用需求的下限指标；分别为第i台常规机组、第j 台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量上限指标，为旋转备用需求的上限指标；为旋转备用需求的上限指标；分别为t时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；分别为t
’
时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m 条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；备用容量；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流直流输电线路、第q台储能机组在ΔT时间段内的最大爬坡出力，ΔT时间段为t时刻至t
’
时
刻之间的时间段。
[0033]进一步地，所述电力系统总购电成本目标函数为
[0034][0035]其中，F为电力系统总购电成本；v
b,t
为t时刻第b组可中断负荷运行状态，F
at
、F
bt
分别为第a台发电机组、第b组可中断负荷的成本特性函数；v
a,t
为t时刻第a台发电机组的运行状态，运行为1，停机为0；T、A为全时段长、机组总数；F
a
(P
a,t
)为仅与第a台发电机组在t时刻发电功率P
a,t
相关的第a台发电机组成本特性函数。
[0036]进一步地，所述F
a
(P
a,t
)为
[0037][0038]其中，α
i
、b
i
、c
i
分别为第i台常规机组的发电成本的二次项系数、一次向系数、常量；α
j
、b
j
、c
j
分别为第j台风电机组的发电成本的二次项系数、一次向系数、常量；α
m
、b
m
、c
m
分别为第m条直流输电线路的发电成本的二次项系数、一次向系数、常量；α
q
、b
q
、c
q
分别为第q台储能机组的发电成本的二次项系数、一次向系数、常量；P
SGi
(t)、P
WFj
(t)、P
DCm
(t)、P
Eq
(t)分别为t时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组的有功发电量。
[0039]进一步地，所述电力系统总购电成本目标函数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：建立电力系统备用容量配置模型；建立电力系统总购电成本目标函数；基于电力系统备用容量配置模型构建电力系统机会约束模型；根据电力系统机会约束模型采用蒙特卡洛算法对电力系统所有机组进行校验，得到满足机会约束要求的若干机组组合；采用粒子群算法分别对若干机组组合的配置进行求解，得到满足电力系统总购电成本目标函数的电力系统备用容量最优配置的机组组合。2.根据权利要求1所述的考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：所述电力系统备用容量配置模型包括有功功率平衡模型和备用容量平衡模型，以及有功功率平衡模型和备用容量平衡模型中各变量的约束模型。3.根据权利要求1所述的考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：所述有功功率平衡模型为其中，N
SG
、N
WF
、N
DC
、N
E
分别为电力系统内常规机组数、风电机组数、直流输电线路数及储能机组数；P
SGi
、P
WFj
、P
DCm
、P
Eq
分别为第i台常规机组有功发电量、第j台风电机组有功发电量、第m条直流输电线路有功发电量、第q台储能机组有功发电量；P
L
为负荷消耗有功功率预测值。4.根据权利要求2所述的考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：所述备用容量平衡模型为其中，N
SG
、N
WF
、N
DC
、N
E
分别为电力系统内常规机组数、风电机组数、直流输电线路数及储能机组数；分别为t时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组提供旋转备用容量的权重系数；分别为t时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；为电力系统t时刻的旋转备用需求。5.根据权利要求2所述的考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：所述有功功率平衡模型和备用容量平衡模型中各变量的约束模型为P
SGimin
≤P
SGi
≤P
SGimax
P
WFimin
≤P
WFi
≤P
WFimax
P
DCimin
≤P
DCi
≤P
DCimax
P
Eqimin
≤P
Eqi
≤P
Eqimaxmaxmax
其中，分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组出力的最小限值；线路、第q台储能机组出力的最小限值；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组出力的最大限值；台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组出力的最大限值；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量下限指标，为旋转备用需求的下限指标；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量上限指标，为旋转备用需求的上限指标；为旋转备用需求的上限指标；分别为t时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；备用容量；分别为t
’
时刻第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；组、第m条直流输电线路、第q台储能机组所能调度的备用容量；分别为第i台常规机组、第j台风电机组、第m条直流直流输电线路、第q台储能机组在ΔT时间段内的最大爬坡出力，ΔT时间段为t时刻至t
’
时刻之间的时间段。6.根据权利要求1所述的考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：所述电力系统总购电成本目标函数为其中，F为电力系统总购电成本；v
b,t
为t时刻第b组可中断负荷运行状态，F
at
、F
bt
分别为第a台发电机组、第b组可中断负荷的成本特性函数；u
a,t
为t时刻第a台发电机组的运行状态，运行为1，停机为0；T、A为全时段长、机组总数；F
a
(P
a,t
)为仅与第a台发电机组在t时刻发电功率P
a,t
相关的第a台发电机组成本特性函数。7.根据权利要求6所述的考虑源网荷储协调的电力系统优化配置方法，其特征在于：所述F
a
(P

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲原，赵璐，陶芬，龚青，李园林，彭朝钊，程杰，郭峰，
申请(专利权)人：湖北省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：