一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法技术

本发明专利技术公开了一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法，包括如下步骤：建立待恢复独立电源的恢复收益模型，建立待恢复电源集群的恢复收益模型，建立待恢复变电站母线的恢复收益模型，基于上述各恢复收益模型，计算对应恢复目标的恢复收益，基于恢复收益统一评估，优先恢复收益高的恢复目标。本发明专利技术解决了现有技术中未能实现对间歇性电源获取而动态调整负荷恢复方案，进而导致故障时段不能有效确定恢复优先级的问题。确定恢复优先级的问题。确定恢复优先级的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法


[0001]本专利技术涉及一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法，属于电网恢复


技术介绍

[0002]近年来，随着电网互联规模的扩大、各级电网中间歇性电源的高比例接入，电网发生大停电的风险进一步增加。进入21世纪以来，世界范围内已发生多起大停电事故，造成了巨大的社会、经济损失，由此引发了各国学者对电网恢复控制的研究。先前的研究主要集中于传统电网的恢复控制，传统电网中电源为常规电源，常规电源是可以稳定出力并且出力可控的电源。但随着大量间歇性电源(如风、光等电源)接入电网，先前的研究不再适用于现在的电网恢复控制，因此近几年又引发了学者针对间歇性电源高占比电网的恢复控制研究。
[0003]关于电网恢复控制问题，目前研究通常根据电网在不同恢复阶段的主要恢复任务将电网的恢复过程划分为黑启动/电源恢复、网架恢复和负荷恢复等多个具有先后顺序的恢复阶段。针对电网在整个恢复过程中电源与负荷的协调恢复问题，多数研究通常根据专家经验将其分为电源恢复阶段与负荷恢复阶段，并分别研究其恢复方案，少量研究认为电源恢复阶段应同时恢复少量的重要负荷。但实际上，电源与负荷之间并没有明确的恢复优先级，两者的恢复价值与具体停电场景等因素有关，例如当某分区供电范围内的发输电充裕度足以满足重要负荷的恢复需要时，或当前剩余待恢复电源由于冷启动约束而无法立刻恢复时，可优先恢复剩余负荷，暂缓剩余电源的恢复。因此，电网在整个恢复过程中应针对具体的停电场景和约束条件，进行电源与负荷的协调恢复决策，还需进一步研究。
[0004]针对上述问题，虽然有个别研究通过评估电源的间接恢复价值与负荷的直接恢复价值将两者统一在同一目标序列中，但这些研究的评估方法并未计及间歇性电源，只考虑了常规电源与负荷恢复收益的统一评估。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估模型及方法，解决了现有技术中未能实现对间歇性电源获取而动态调整负荷恢复方案，进而导致故障时段不能有效确定恢复优先级的问题。
[0006]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法，包括如下步骤：
[0008]建立恢复收益模型，所述恢复收益模型包括待恢复独立电源的恢复收益模型、待恢复电源集群的恢复收益模型和待恢复变电站母线的恢复收益模型，所述独立电源为常规电源或间歇性电源；
[0009]基于上述各恢复收益模型，计算对应恢复目标的恢复收益；
[0010]基于恢复收益统一评估，优先恢复收益高的恢复目标。
[0011]进一步地，前述建立待恢复独立电源的恢复收益模型的步骤包括：
[0012]待恢复独立电源的恢复收益I
G
表达式为：
[0013][0014]式中，η
sys
、η
part
分别为系统和所属分区的恢复需求满足率，β
GP
(0＜β
GP
≤1)为电源间接恢复收益折算系数，I
GP
为电源获得启动功率恢复并网后可以产生的负荷恢复收益值，C
GP
为电源启动所需恢复代价；R
GP
为电源出力不确定所引入的恢复风险；
[0015]负荷恢复收益I
GP
为：
[0016][0017]式中，α
L
(m)为第m个时步待恢复负荷的单位恢复收益；P
L
(m)为第m个时步待恢复负荷可以获得的最大供电功率；M为预设的电源恢复收益的总评估时步；
[0018]P
L
(m)的表达式为：
[0019]1)当max{P
GSB
,P
G
(m)}≥P
L,sum
(m)时，P
L
(m)取值为
[0020][0021]2)当max{P
GSB
,P
G
(m)}＜P
L,sum
(m)时，P
L
(m)取值为
[0022][0023]其中
[0024][0025][0026]式中，P
GSB
为独立电源的最大持续供电功率，P
G
(m)为第m个时步独立电源的有功出力；P
L,sum
(m)为第m个时步独立电源供电范围内待恢复负荷总量，P
CL,sum
(m)为第m个时步独立电源供电范围内持续供电负荷的总恢复需求功率，P
CL,i,l
(m)为第m个时步独立电源供电范围内节点i的持续供电负荷l的恢复需求功率，P
IL,i,l
(m)为第m个时步独立电源供电范围内节点i的可中断负荷l的恢复需求功率，P
SL,i,l
(m)为第m个时步电源供电范围内节点i的可转移负荷l的恢复需求功率；
[0027]C
GP
计算式为：
[0028]C
GP
＝C
st
+C
BESS
[0029][0030][0031][0032]式中，C
st
为某待恢复电源的启动成本；C
BESS
为BESS在评估时段内为提升待恢复电源供电能力的放电折损成本，SOC
b
为储能电池b在评估时段的起始时刻t0的荷电状态，E
BESS,b
为储能电池b的额定容量，η
d
为储能电池的放电效率，μ
b
为BESS单位充放电量产生的折损成本；C
APV
为BESS投资成本的年值；T
float
为BESS出厂时的服务年限；为BESS全寿命周期内的总充、放电量；C
inv
为BESS的投资成本；ζ为贴现率。
[0033]进一步地，前述独立电源为常规电源时，R
GP
＝0且P
GSB
＝P
GS
+P
BESS
，
[0034][0035]式中，Ω
BESS
为电源供电范围内储能电池的集合，SOC
b
为储能电池b在评估时段的起始时刻t0的荷电状态，E
BESS,b
为储能电池b的额定容量(MW
·
h)，η
d
为储能电池的放电效率，T为每时步时长(h)，P
BESS
为储能电池在评估时段内可以为电源持续出力提供的最大增量，P
GS
为常规电源额定功率。
[0036]进一步地，前述独立电源为间歇性电源时，
[0037][0038]式中，Ω
PE
(m)电源第m个时步的出力预测误差子区间集合，λ
r
(m)为电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法，其特征在于，包括如下步骤：建立恢复收益模型，所述恢复收益模型包括待恢复独立电源的恢复收益模型、待恢复电源集群的恢复收益模型和待恢复变电站母线的恢复收益模型，所述独立电源为常规电源或间歇性电源；基于上述各恢复收益模型，计算对应恢复目标的恢复收益；基于恢复收益统一评估，优先恢复收益高的恢复目标。2.根据权利要求1所述的一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法，其特征在于，所述建立待恢复独立电源的恢复收益模型的步骤包括：待恢复独立电源的恢复收益I
G
表达式为：式中，η
sys
、η
part
分别为系统和所属分区的恢复需求满足率，β
GP
为电源间接恢复收益折算系数，0＜β
GP
≤1，I
GP
为电源获得启动功率恢复并网后可以产生的负荷恢复收益值，C
GP
为电源启动所需恢复代价；R
GP
为电源出力不确定所引入的恢复风险；负荷恢复收益I
GP
为：式中，α
L
(m)为第m个时步待恢复负荷的单位恢复收益；P
L
(m)为第m个时步待恢复负荷可以获得的最大供电功率；M为预设的电源恢复收益的总评估时步；所述P
L
(m)的表达式为：1)当max{P
GSB
,P
G
(m)}≥P
L,sum
(m)时，P
L
(m)取值为2)当max{P
GSB
,P
G
(m)}＜P
L,sum
(m)时，P
L
(m)取值为其中其中式中，P
GSB
为独立电源的最大持续供电功率，P
G
(m)为第m个时步独立电源的有功出力；P
L,sum
(m)为第m个时步独立电源供电范围内待恢复负荷总量，P
CL,sum
(m)为第m个时步独立电源供电范围内持续供电负荷的总恢复需求功率，P
CL,i,l
(m)为第m个时步独立电源供电范围内节点i的持续供电负荷l的恢复需求功率，P
IL,i,l
(m)为第m个时步独立电源供电范围内节点i的可中断负荷l的恢复需求功率，P
SL,i,l
(m)为第m个时步电源供电范围内节点i的可转移负荷l的恢复需求功率；
所述C
GP
计算式为：C
GP
＝C
st
+C
BESSBESSBESS
式中，C
st
为某待恢复电源的启动成本；C
BESS
为BESS在评估时段内为提升待恢复电源供电能力的放电折损成本，SOC
b
为储能电池b在评估时段的起始时刻t0的荷电状态，E
BESS,b
为储能电池b的额定容量，η
d
为储能电池的放电效率，μ
b
为BESS单位充放电量产生的折损成本；C
APV
为BESS投资成本的年值；T
float
为BESS出厂时的服务年限；为BESS全寿命周期内的总充、放电量；C
inv
为BESS的投资成本；ζ为贴现率。3.根据权利要求2所述的一种含间歇性电源的电网恢复目标的统一评估方法，其特征在于，所述独立电源为常规电源时，R
GP
＝0且P
GSB
＝P
GS
+P
BESS
，式中，Ω
BESS
为电源供电范围内储能电池的集合，SOC
b
为储能电池b在评估时段的起始时刻t0的荷电状态，E
BESS,b
为储能电池b的额定容量(MW
·
h)，η
d
为储能电池的放电效率，T为每时步时长(h)，P
BESS
为储能电池在评估时段内可以为电源持续出力提供的最大增量，P

【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽丽，孙玥，胡望雨，刘研，梅凯轩，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：