一种工业灵活负荷匹配方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种工业灵活负荷匹配方法、系统、介质及设备，构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵，并纳入所有工业灵活负荷；计算多类型新能源消纳问题场景对调节目标的多维度需求，将多维度调节需求量化，构成工业灵活负荷线性互补协调矩阵相同维度的需求列向量；利用调节目标多维度调节需求中的紧约束对工业灵活负荷进行初步筛选；得到初步筛选后的互补协调矩阵，基于线性互补理论并考虑工业灵活负荷的不确定性，构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵与多类型新能源消纳问题场景调节目标的多维度向量匹配的高维线性互补问题模型；求解得到的高维线性互补问题模型，实现工业灵活负荷与多类型新能源消纳问题场景的匹配。与多类型新能源消纳问题场景的匹配。与多类型新能源消纳问题场景的匹配。

【技术实现步骤摘要】
一种工业灵活负荷匹配方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于电力系统资源配置
，具体涉及一种工业灵活负荷匹配方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的发展与电力系统改革的深入，分布式新能源将逐渐取代集中式新能源，在新能源体系中占据主导地位。随着以风电、光伏为代表的分布式新能源接入电网规模的逐渐扩大，电网运行的波动性和不确定性显著增强，给电网的正常运行带来极大的挑战，导致电网对分布式新能源的消纳能力受到极大的限制。
[0003]提升分布式新能源消纳利用水平的一个可行的重要方向为，充分利用和挖掘电网中储能、电解铝、工业炉等工业灵活负荷，随着能源互联网技术发展和相关政策推动，负荷侧可调可控资源迅猛增长，为电网提供了额外的平衡能力。其中，钢铁(电弧炉)、铝工业(电解铝)、水泥等部分工业负荷具有生产过程中负荷功率灵活可调(连续)、生产工序可中断(离散)或整条生产线可转移(转移)等特点，由于工业负荷容量大、便于集中控制，这些灵活可调的工业负荷调控潜力巨大，是协助新能源消纳的重要调度对象。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种工业灵活负荷匹配方法、系统、介质及设备，建立分布式新能源多类型消纳问题场景与工业灵活负荷之间的匹配关系，充分利用电网中储能、电解铝、工业炉等工业灵活负荷，用于解决目前无法利用负荷侧工业灵活负荷资源提升分布式新能源消纳利用水平的技术问题。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
>[0006]一种工业灵活负荷匹配方法，包括以下步骤：
[0007]构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵，并加入工业灵活负荷；计算多类型新能源消纳问题场景对调节目标的多维度需求，将多维度调节需求量化，构成与得到的工业灵活负荷线性互补协调矩阵相同维度的需求列向量；依据得到的多维度调节需求，利用调节目标多维度调节需求中的紧约束对工业灵活负荷进行初步筛选；依据得到的工业灵活负荷筛选结果，删除得到的工业灵活负荷线性互补协调矩阵中与不满足紧约束的工业灵活负荷对应的相关行，得到初步筛选后的互补协调矩阵，结合得到的需求列向量，构建工业灵活负荷与新能源消纳场景之间的高维线性互补模型；求解得到的高维线性互补问题模型，实现工业灵活负荷与多类型新能源消纳问题场景的匹配。
[0008]具体的，构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵，并加入工业灵活负荷具体为：
[0009]获取电力系统各类工业灵活资源的调节特性并量化处理，将得到的工业灵活负荷特性量化后的值D
qi
纳入统一化的矩阵，得到工业灵活负荷线性互补协调矩阵A
k
如下：
[0010][0011]其中，c
ij
为第i个资源对于第j个特性的值，i＝{1,2,
…
,m}，j＝{1,2,
…
,n}；
[0012]工业灵活负荷特性量化后的值D
qi
为：
[0013][0014]其中，D
i
为工业灵活负荷特性；min
1≤j≤n
{D
i
}为最差的工业灵活负荷特性；max
1≤j≤n
{D
i
}为最好的工业灵活负荷特性。
[0015]具体的，计算多类型新能源消纳问题场景对调节目标的多维度需求具体为：
[0016]将新能源消纳问题进行场景分类，将分类得到的调节需求量化，确定工业灵活负荷与新能源消纳问题的匹配策略，当问题场景需频繁调节时，优先匹配调节速度快的工业灵活负荷；当问题场景无需频繁调节时，优先匹配可调节容量大的工业灵活负荷；
[0017]新能源消纳问题进行场景分类分为需频繁调节与无需频繁调节，需频繁调节具体为：异常波动、抑制风电的波动率；无需频繁调节具体为：削峰填谷、处置线路/断面越限风险。
[0018]具体的，针对不同的消纳问题场景，对不满足刚性紧约束的工业灵活负荷进行初步筛选剔除。
[0019]具体的，高维线性互补问题模型如下：
[0020][0021]工业灵活负荷的不确定性满足条件如下：
[0022][0023]其中，U
up,a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量的上限，U
low,a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量的下限，A
k
为工业灵活负荷线性互补协调矩阵，为求解矩阵方程得到的调节指令即为匹配方案，U
a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量，U为互补协调矩阵A
k
LDU分解后的上三角矩阵。
[0024]具体的，求解得到的高维线性互补问题模型具体为：
[0025]按照GS迭代法分裂矩阵的方式，将工业灵活负荷线性互补协调矩阵A
k
分割为A
k
＝D
‑
L
‑
U，构造包含约束的迭代方程如下：
[0026][0027]其中，为每次迭代过程中所得的迭代向量，D为互补协调矩阵A
k
LDU分解后的对角矩阵，L为互补协调矩阵A
k
LDU分解后的下三角矩阵，为问题场景对调节目标的多维度匹配向量U
a
与互补协调矩阵A
k
LDU分解后的上三角矩阵U与迭代向量乘积的差值的n维列向量；
[0028]每一轮迭代中和满足条件如下：
[0029][0030]其中，U
a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量。
[0031]第二方面，本专利技术实施例提供了一种工业灵活负荷匹配系统，包括：
[0032]量化模块，获构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵，并加入工业灵活负荷；
[0033]计算模块，计算多类型新能源消纳问题场景对调节目标的多维度需求，将多维度调节需求量化，构成与量化模块得到的工业灵活负荷线性互补协调矩阵相同维度的需求列向量；
[0034]筛选模块，依据计算模块得到的多维度调节需求，利用调节目标多维度调节需求中的紧约束对工业灵活负荷进行初步筛选；
[0035]构建模块，依据筛选模块得到的工业灵活负荷筛选结果，删除量化模块得到的工业灵活负荷线性互补协调矩阵中与不满足紧约束的工业灵活负荷对应的相关行，得到初步筛选后的互补协调矩阵，结合计算模块得到的需求列向量，构建工业灵活负荷与新能源消纳场景之间的高维线性互补模型；
[0036]匹配模块，求解构建模块得到的高维线性互补问题模型，实现工业灵活负荷与多类型新能源消纳问题场景的匹配。
[0037]具体的，匹配模块中求解构建模块得到的高维线性互补问题模型具体为：
[0038]按照GS迭代法分裂矩阵的方式，将工业灵活负荷线性互补协调矩阵A
k
分割为A
k
＝D
‑
L
‑
U，构造包含约束的迭代方程如下：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业灵活负荷匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵，并加入工业灵活负荷；计算多类型新能源消纳问题场景对调节目标的多维度需求，将多维度调节需求量化，构成与得到的工业灵活负荷线性互补协调矩阵相同维度的需求列向量；依据得到的多维度调节需求，利用调节目标多维度调节需求中的紧约束对工业灵活负荷进行初步筛选；依据得到的工业灵活负荷筛选结果，删除得到的工业灵活负荷线性互补协调矩阵中与不满足紧约束的工业灵活负荷对应的相关行，得到初步筛选后的互补协调矩阵，结合得到的需求列向量，构建工业灵活负荷与新能源消纳场景之间的高维线性互补模型；求解得到的高维线性互补问题模型，实现工业灵活负荷与多类型新能源消纳问题场景的匹配。2.根据权利要求1所述的工业灵活负荷匹配方法，其特征在于，构建工业灵活负荷线性互补协调矩阵，并加入工业灵活负荷具体为：获取电力系统各类工业灵活资源的调节特性并量化处理，将得到的工业灵活负荷特性量化后的值D
qi
纳入统一化的矩阵，得到工业灵活负荷线性互补协调矩阵A
k
如下：其中，c
ij
为第i个资源对于第j个特性的值，i＝{1,2,
…
,m}，j＝{1,2,
…
,n}；工业灵活负荷特性量化后的值D
qi
为：其中，D
i
为工业灵活负荷特性；min
1≤j≤n
{D
i
}为最差的工业灵活负荷特性；max
1≤j≤n
{D
i
}为最好的工业灵活负荷特性。3.根据权利要求1所述的工业灵活负荷匹配方法，其特征在于，计算多类型新能源消纳问题场景对调节目标的多维度需求具体为：将新能源消纳问题进行场景分类，将分类得到的调节需求量化，确定工业灵活负荷与新能源消纳问题的匹配策略，当问题场景需频繁调节时，优先匹配调节速度快的工业灵活负荷；当问题场景无需频繁调节时，优先匹配可调节容量大的工业灵活负荷；新能源消纳问题进行场景分类分为需频繁调节与无需频繁调节，需频繁调节具体为：异常波动、抑制风电的波动率；无需频繁调节具体为：削峰填谷、处置线路/断面越限风险。4.根据权利要求1所述的工业灵活负荷匹配方法，其特征在于，针对不同的消纳问题场景，对不满足刚性紧约束的工业灵活负荷进行初步筛选剔除。5.根据权利要求1所述的工业灵活负荷匹配方法，其特征在于，高维线性互补问题模型如下：
工业灵活负荷的不确定性满足条件如下：其中，U
up,a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量的上限，U
low,a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量的下限，A
k
为工业灵活负荷线性互补协调矩阵，为求解矩阵方程得到的调节指令即为匹配方案，U
a
为问题场景对调节目标的多维度匹配向量，U为互补协调矩阵A
k
LDU分解后的上三角矩阵。6.根据权利要求1所述的工业灵活负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：严嘉豪，李亚平，王顺江，邓龙，杨胜春，张凯锋，李峰，毛文博，朱克东，李正文，楚天丰，马民，王荣茂，曲直，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：