计及传输裕量的电力系统优化调度方法、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法、设备及存储介质，该方法包括以下步骤：步骤S1、计及新能源及负荷的波动性和不确定性，量化节点灵活性需求及其线路分配量；步骤S2、基于资源灵活性裕量和线路灵活性传输裕量，确定系统灵活性不足量评估指标；步骤S3、将系统灵活性不足量评估指标作为机会约束条件，构建以总运行成本最低为优化目标、考虑资源和线路双重裕量的多源日前优化调度模型，求解得到优化调度结果。与现有技术相比，本发明专利技术具有多方面考虑系统灵活性，减轻线路阻塞，减少切负荷，提高新能源消纳的优点。提高新能源消纳的优点。提高新能源消纳的优点。

【技术实现步骤摘要】
计及传输裕量的电力系统优化调度方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统灵活性评估及优化调度领域，尤其是涉及一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着逐步提高可再生能源发电是构建新型电力系统的关键举措，近年来以风光为代表的可再生能源发电得到了快速发展。风光发电带来巨大环境效益的同时，其随机性、波动性和不确定性导致传统以水电、火电为主要电源结构的电力系统运行状况日益复杂，弃风弃光现象屡见不鲜、限电问题时有发生。追根究底是电力系统缺乏灵活调节能力。
[0003]因此，全面评估新能源电力系统灵活性，并进行统筹考虑经济性和灵活性的优化调度，对降低弃风弃光及切负荷损失、推动能源清洁转型具有重要意义。
[0004]当前电力系统灵活性评估及优化调度主要关注灵活性供需双侧平衡，鲜有在灵活性评估或优化调度方面考虑灵活性供需传输过程中线路传输容量限制对需求实现的影响。随着终端电气化率的逐步提升，电力系统调度运行过程中输电阻塞问题将会显现，新能源及负荷的波动性和不确定性不仅会带来灵活性需求，也会造成线路潮流的波动，因此系统具有良好的灵活性既取决于灵活性供需平衡，又需要拥有充足的线路传输裕量。由于实际运行中可能会因为线路传输裕量不足出现线路阻塞情况，导致灵活性供给不可用，因此有必要对线路灵活性传输裕量进行评估，并基于此开展日前调度，以避免出现弃风弃光、切负荷等灵活性不足问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法、设备及存储介质，多方面考虑了电力系统灵活性，减轻了线路阻塞，减少了切负荷，提高了新能源消纳能力。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤S1、计及新能源及负荷的波动性和不确定性，量化节点灵活性需求及其线路分配量；
[0009]步骤S2、基于资源灵活性裕量和线路灵活性传输裕量，确定系统灵活性不足量评估指标；
[0010]步骤S3、将系统灵活性不足量评估指标作为机会约束条件，构建以总运行成本最低为优化目标、考虑资源和线路双重裕量的多源日前优化调度模型，求解得到优化调度结果。
[0011]优选地，所述步骤S1中的节点灵活性需求包括节点净负荷在设定时间尺度内的波动量，以及新能源及负荷的预测误差，表达式为：
[0012][0013]P
net,i,t
＝P
L,i,t
‑
P
res,i,t
[0014]式中，F
need,i,t
为节点i在t时刻的灵活性需求；P
net,i,t+1
、P
net,i,t
为节点i在t+1、t时刻的净负荷；P
L,i,t
为负荷i在t时刻的功率；P
res,i,t
为新能源i在t时刻的功率；为t时刻负荷节点i的预测误差；为t时刻新能源i的预测误差；
[0015]所述节点灵活性需求具有方向性，当F
need,i,t
＞0时为节点向上灵活性需求，当F
need,i,t
＜0时为节点向下灵活性需求，满足：
[0016][0017][0018]式中，为节点i在t时刻的向上灵活性需求，为节点i在t时刻的向下灵活性需求。
[0019]优选地，所述节点灵活性需求的线路分配量表达式为：
[0020][0021][0022]式中，为t时刻向上灵活性需求在线路br上的分配量；为t时刻向下灵活性需求在线路br上的分配量；N为总节点数量；δ
br,i
为节点i的注入功率对线路br的功率传输分布因子PTDF。
[0023]优选地，所述步骤S2中的资源灵活性裕量的表达式为：
[0024][0025][0026]式中，F
t+
和F
t
‑
为t时刻电力系统向上、向下灵活性供给；和分别为向上、向下资源灵活性裕量，当资源灵活性裕量充足时，即和表示从灵活性供需平衡角度系统灵活性充足。
[0027]优选地，所述步骤S2中的线路灵活性传输裕量，表征为满足节点灵活性需求线路分配量后的线路裕量，反映线路应对灵活性的传输能力，表达式为：
[0028][0029][0030]式中，和分别为向上、向下线路灵活性传输裕量，当线路灵活性传输裕量充足时，即和表示从线路传输能力角度能够满足系统灵活性需
求；P
br,t
和分别为线路br在t时刻的传输功率及其上限。
[0031]优选地，向上、向下系统灵活性不足量同时考虑资源灵活性裕量和线路灵活性传输裕量，表示为：
[0032][0033][0034]式中，和为向上、向下系统灵活性不足量，和N
B
为支路数量。
[0035]优选地，所述步骤S3中的多源日前优化调度模型具体为：
[0036]目标函数：
[0037]min C
Σ
＝C
th
+C
hy
+C
pu
+C
p
[0038]式中，C
Σ
为总运行成本，C
th
为包括火电机组启停和燃料消耗成本，C
hy
为水电机组启停成本，C
pu
为抽水蓄能电站发电或抽水的启动成本，C
p
为弃风、弃光、弃水和切负荷的惩罚成本；
[0039]将系统灵活性不足量评估指标作为机会约束条件：
[0040][0041][0042]式中，pr{
·
}为随机事件
·
发生的概率；σ1和σ2为随机事件需满足的置信水平；br为线路，N
B
为线路集合。
[0043]优选地，所述步骤S3还包括对机会约束条件采用基于拉丁超立方抽样的机会约束确定性转化方法进行处理。
[0044]根据本专利技术的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述的方法。
[0045]根据本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现任一项所述的方法。
[0046]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0047]本专利技术的方法计及了线路灵活性传输裕量，能够反映线路对灵活性需求实现的支撑能力，量化了可能引起系统灵活性不足的重要因素，补充了当前系统灵活性评估存在的不足；通过优化调度，可有效挖掘线路对灵活性需求的承载能力，减轻灵活性供给不可用问题，在运行中缓解线路阻塞，减少切负荷和新能源削减。
附图说明
[0048]图1为本专利技术的方法流程图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1、计及新能源及负荷的波动性和不确定性，量化节点灵活性需求及其在线路分配量；步骤S2、基于资源灵活性裕量和线路灵活性传输裕量，确定系统灵活性不足量评估指标；步骤S3、将系统灵活性不足量评估指标作为机会约束条件，构建以总运行成本最低为优化目标、考虑资源和线路双重裕量的多源日前优化调度模型，求解得到优化调度结果。2.根据权利要求1所述的一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤S1中的节点灵活性需求包括节点净负荷在设定时间尺度内的波动量，以及新能源及负荷的预测误差，表达式为：P
net,i,t
＝P
L,i,t
‑
P
res,i,t
式中，F
need,i,t
为节点i在t时刻的灵活性需求；P
net,i,t+1
、P
net,i,t
为节点i在t+1、t时刻的净负荷；P
L,i,t
为负荷i在t时刻的功率；P
res,i,t
为新能源i在t时刻的功率；为t时刻负荷节点i的预测误差；为t时刻新能源i的预测误差；所述节点灵活性需求具有方向性，当F
need,i,t
＞0时为节点向上灵活性需求，当F
need,i,t
＜0时为节点向下灵活性需求，满足：0时为节点向下灵活性需求，满足：式中，为节点i在t时刻的向上灵活性需求，为节点i在t时刻的向下灵活性需求。3.根据权利要求2所述的一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法，其特征在于，所述节点灵活性需求的线路分配量表达式为：述节点灵活性需求的线路分配量表达式为：式中，为t时刻向上灵活性需求在线路br上的分配量；为t时刻向下灵活性需求在线路br上的分配量；N为总节点数量；δ
br,i
为节点i的注入功率对线路br的功率传输分布因子PTDF。4.根据权利要求3所述的一种计及传输裕量的电力系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤S2中的资源灵活性裕量的表达式为：述步骤S2中的资源灵活性裕量的表达式为：式中，和为t时刻电力系统向上、向下灵活性供给；和分别为向上、向下资源
灵活性裕量，当资源灵活性裕量充足时，即和表示从灵活性供需平衡角度系统灵活性充足。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：边晓燕，臧延雪，尹欣宇，梁思琪，徐波，周波，赵健，林顺富，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：