电力网资源分配制造技术

一种操作电力网的方法包括：由电力网的电力管理系统生成中间资源分配调度，该中间资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的暂定调度；由电力管理系统通过检查中间资源分配调度是否满足电力网的电力网资源分配简档的耦合约束来确定中间资源分配调度是否可行,该电力网资源分配简档指示由电力网操作信息约束的电力网的操作；以及响应于确定中间资源分配调度不可行，由电力管理系统修复中间资源分配调度以生成可行的资源分配调度，其中该修复包括确定通过利用来自中间资源分配调度的固定整数决策求解分派问题得到的第一分派解是否可行。第一分派解是否可行。第一分派解是否可行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力网资源分配


[0001]本公开总体上涉及电力网和电力网的操作，并且在特定实施例中，涉及电力网资源分配。

技术介绍

[0002]独立系统运营商(Independent system operator，ISO)使用机组组合(unit commitment，UC)来获得电力网中的发电资源和需求组合和分派(dispatch)。机组组合确定调度范围内所有发电机、能量存储系统和价格相关负荷的组合状态和发电水平从而最小化总发电成本，同时满足全部系统和区域性约束，诸如负荷平衡和旋转备用要求、输电网络约束和单个机组操作约束。机组组合通常表示为混合整数线性规划(MILP)问题。
[0003]由于典型的电力网正被驱动到越来越接近其安全裕度操作，与安全相关的输电约束被包括在内以约束机组组合。因此，典型的电力系统资源调度涉及安全约束的机组组合(SCUC)，其中安全约束可以是例如针对基本情况操作条件和偶然操作条件的传输线路热容量约束。SCUC用于提前一天、当天和实时电力网调度。在求解安全约束的机组组合时，发电机(其也可以被称为发电厂)的最小成本操作调度是在调度范围内确定。例如，标识满足每个发电机组的操作约束、基本情况网络拓扑中的电网络约束以及各种运营商指定的应急场景的最小成本操作调度。

技术实现思路

[0004]在一些实施例中，一种操作电力网的方法包括：由电力网的电力管理系统生成中间资源分配调度，其中中间资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的暂定调度；由电力管理系统通过检查中间资源分配调度是否满足电力网的电力网资源分配简档的耦合约束来确定中间资源分配调度是否可行，其中电力网资源分配简档指示由电力网的操作信息约束的电力网的操作；以及响应于确定中间资源分配调度不可行，由电力管理系统修复中间资源分配调度以生成可行的资源分配调度，资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的最终调度，其中修复中间资源分配调度包括确定通过利用来自中间资源分配调度的固定整数决策求解分派问题得到的第一分派解是否可行。
[0005]在一些实施例中，电力网的电力管理系统包括：一个或多个处理器；以及存储要在处理器中执行的程序的存储器，该程序包括指令，这些指令当在一个或多个处理器中执行时使得一个或多个处理器：生成中间资源分配调度，其中中间资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的暂定调度；通过检查中间资源分配调度是否满足电力网的电力网资源分配简档的耦合约束来确定中间资源分配调度是否可行，其中电力网资源分配简档指示由电力网的操作信息约束的电力网的操作；以及响应于确定中间资源分配调度不可行，修复中间资源分配调度以生成可行的资源分配调度，其中资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的最终调度，其中修复中间资源分配调度包括确定通过利用来自中间资源分配调度的固定整数决策求解分派问题得到的第一分派解是否可行。
[0006]在一些实施例中，一种电力网的系统包括：电力管理系统，该电力管理系统被配置为：生成中间资源分配调度，其中中间资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的暂定调度；通过检查中间资源分配调度是否满足电力网的电力网资源分配简档的耦合约束来确定中间资源分配调度是否可行，其中电力网资源分配简档指示由电力网的操作信息约束的电力网的操作；以及响应于确定中间资源分配调度不可行，通过修复中间资源分配调度来生成可行的资源分配调度，其中资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的最终调度，其中修复中间资源分配调度包括确定通过利用来自中间资源分配调度的固定整数决策求解分派问题获得的第一分派解是否可行；电力网资源，该电力网资源被配置为根据资源分配调度进行控制；以及传输器，该传输器被配置为将资源分配调度从电力管理系统传输至电力网资源。
附图说明
[0007]在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施例的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开的其他特征、目的和优点将变得清楚。在附图中，相同的附图标记通常在各个视图中表示相同的组成部分，为了简洁起见，通常不再对其进行重复描述。为了更完整地理解本公开，现在结合附图参考以下描述，在附图中：
[0008]图1示出了在一些实施例中在电力网的控制环路中具有电力管理系统(power management system，PMS)的电力网的框图；
[0009]图2是一些实施例中的电力管理系统(PMS)的功能框图；
[0010]图3是一些实施例中的安全约束的机组组合(SCUC)求解器的功能框图；
[0011]图4示出了实施例中的用于求解安全约束得机组组合(SCUC)系统的拉格朗日松弛(LR)对偶的方法的流程图；
[0012]图5示出了实施例中的用于修复电力资源分配简档的不可行性的方法的流程图；
[0013]图6是在一些实施例中的用于执行电力管理系统的处理的处理系统的框图；以及
[0014]图7示出了在一些实施例中的操作电力网的方法的流程图。
具体实施方式
[0015]下面详细讨论当前优选实施例的产生和使用。然而，应当理解的是，本公开提供了许多可应用的专利技术构思，这些构思可以在各种具体环境中实现。所讨论的具体实施例仅仅说明产生和使用本公开的具体方式，并不限制本公开的范围。
[0016]由于大规模安全约束的机组组合(SCUC)的规模和复杂性，对其进行求解可能需要大量的时间和计算资源。本公开的实施例描述了一种SCUC求解器，其能有效求解大规模SCUC。示例SCUC求解器首先通过求解电力网资源分配简档的拉格朗日松弛(LR)对偶来找到暂定的电力资源分配调度。然后SCUC求解器检查暂定的资源分配调度是否可行。如果暂定的资源分配调度不可行，则SCUC求解器会修复暂定的资源分配调度的不可行性，以获得可行的资源分配调度。
[0017]图1示出了一些实施例中的电力网100的框图。电力网100(也可以称为电力系统)包括多个电力资源101(例如，发电机或能量存储系统)。电力资源101可以具有不同类型，诸如热电厂(例如，煤、天然气、核电厂)、水力发电厂、可再生资源发电厂(例如，风电场、太阳
能发电厂)、能量存储系统和需求响应程序。取决于发电厂类型，电力资源101中的每一个可能受到复杂的技术和商业约束的影响，诸如最小上升/下降时间、斜升/斜降速率、调制/稳定性(例如，机组可能不会改变其生产水平太多次)、以及启动/关闭斜升速率(例如，当启动/停止时，机组遵循特定的电力曲线，该电力曲线可能取决于发电厂已经离线/在线多长时间)。
[0018]电力网100还包括输电网103，该输电网是将由电力资源101(例如发电厂)生成的电力递送给消费者的电气电网。输电网103是可以跨越较宽地理区域(例如，国家)的互连网络。在求解安全约束的机组组合系统时，可能需要考虑输电网103的复杂特性(诸如网络拓扑、设备装备参数、线路流量限制以及资源响应速率)。
[0019]如图1所示，电力网100还包括电力管理系统(PMS)1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种操作电力网的方法，包括：由所述电力网的电力管理系统生成中间资源分配调度，其中所述中间资源分配调度为在所述电力网内操作的电力网资源提供资源分配的暂定调度；由所述电力管理系统通过检查所述中间资源分配调度是否满足所述电力网的电力网资源分配简档的耦合约束来确定所述中间资源分配调度是否可行，其中所述电力网资源分配简档指示由所述电力网的操作信息约束的所述电力网的操作；以及响应于确定所述中间资源分配调度不可行，由所述电力管理系统修复所述中间资源分配调度以生成可行的资源分配调度，所述资源分配调度为在所述电力网内运行的电力网资源提供资源分配的最终调度，其中修复所述中间资源分配调度包括确定通过利用来自所述中间资源分配调度的固定整数决策求解分派问题得到的第一分派解是否可行。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括由所述电力管理系统将所述资源分配调度传输至所述电力网资源。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述操作信息包括用于约束所述电力网的操作的信息，并且包括与安全相关的传输约束信息和成本信息。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中生成所述电力网资源分配简档包括将所述电力网资源分配简档表示为基于混合整数规划的安全约束的机组组合(SCUC)系统。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过求解所述电力网资源分配简档的拉格朗日松弛(LR)对偶来生成所述中间资源分配调度，其中所述电力网资源分配简档的LR对偶包括所述电力网资源分配简档的耦合约束和拉格朗日乘子，其中所述电力网资源分配简档的LR对偶包括多个LR子问题，其中生成所述中间资源分配调度包括使用多个混合整数规划(MIP)求解器并行求解所述多个LR子问题。6.根据权利要求5所述的方法，其中生成所述资源分配调度还包括：计算所述拉格朗日乘子的子梯度；以及使用所计算的子梯度更新所述拉格朗日乘子。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中确定所述第一分派解是否可行包括：通过将松弛变量添加到所述电力网资源分配简档的耦合约束和所述电力网资源分配简档的目标函数来形成所述分派问题；利用来自所述中间资源分配调度的固定整数决策来求解所述分派问题，以获得所述第一分派解；以及确定在所述第一分派解中是否存在非零松弛变量。8.根据权利要求7所述的方法，其中修复所述中间资源分配调度进一步包括响应于确定在所述第一分派解中不存在非零松弛变量，从所述第一分派解的组合决策生成所述资源分配调度。9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于确定在所述第一分派解中存在非零松弛变量，所述第一分派解被确定为不可行。10.根据权利要求9所述的方法，其中修复所述资源分配调度进一步包括：响应于确定所述第一分派解不可行：求解多个扩充子问题以生成第一扩充子问题解；通过利用来自所述第一扩充子问题解的固定整数决策求解所述分派问题来生成第二
分派解；确定所述第二分派解是否可行；以及如果所述第二分派解可行，则从所述第二分派解的组合决策生成所述资源分配调度。11.根据权利要求10所述的方法，其中修复所述中间资源分配调度进一步包括，在求解所述多个扩充子问题之前：设定所述多个扩充子问题，其中多所述多个扩充子问题包括所述多个扩充子问题的耦合约束边界和拉格朗日乘子；以及初始化所述多个扩充子问题的耦合约束边界。12.根据权利要求11所述的方法，其中修复所述资源分配调度进一步包括：响应于确定所述第二分派解不可行：更新所述多个扩充子问题的耦合约束边界和拉格朗日乘子；利用经更新的拉格朗日乘子和经更新的耦合约束边界求解所述多个扩充子问题，以生成第二扩充子问题解；通过利用来自所述第二扩充子问题解的固定整数决策求解所述分派问题来生成第三分派解；确定所述第三分派解是否可行；以及如果所述第三分派解可行，则从所述第三分派解的组合决策生成所述资源分配调度。13.一种电力网的电力管理系统，包括：一个或多个处理器；以及存储器，所述存储器存储待于在所述处理器中执行的程序，所述程序包括指令，当在所述一个或多个处理器中执行所述指令时，使得所述一个或多个处理器：生成中间资源分配调度，其中所述中间资源分配调度为在电力网内操作的电力网资源提供资源分配的暂定调度；通过检...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓鸣，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：