一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电力调度技术领域，公开了一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法及系统，其方法通过根据电力系统的资源的响应特性，确定多个时间尺度资源调度框架，考虑各种资源的调节能力，以电力系统在每个时间尺度内的调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在相应的时间尺度内的输出功率为决策变量，并以较大的时间尺度下的各个机组的输出功率为资源边界，构建多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型并进行优化求解，基于最优解得到每个时间尺度资源调度框架下的各个机组的最优输出功率方案，从而充分提高电力供应的充足性，实现提前进行有针对性的资源统筹配置

【技术实现步骤摘要】
一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力调度
，尤其涉及一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着新兴电力系统的发展，能源资源和负荷的供需结构发生了重大变化
。
传统能源结构以可控连续式火力发电厂为主，未来将逐步以稳定可控的可再生能源为主
。
风能
、
光伏和水电等可再生能源是一种典型的依赖气象和环境的资源，发电量随天气变化而波动
。
此外，极端寒冷的天气和高温导致供暖负荷和空调负荷的上升，在供需双方都具有较强波动性的情况下，电力平衡明显困难
。
[0003]在传统的电力系统中，从技术上讲，当负载需求减少时，可能会出现大型风电和太阳能发电，而当负载需求增加时，可能出现低供应
。
传统火力发电厂的缓慢调节很难平衡净负荷
。
同时，电力平衡的基础来源于充足的资源，不同的资源在不同的时间尺度上具有不同的响应性能
。
[0004]目前，未来的平衡能力主要是通过日前和日内负载平衡的差距来计算的，这使得难以对短期电网平衡能力计算周期充分考虑各种资源的调节能力，资源决策的范围有限，难以提高电力供应的充足性，难以实现提前进行有针对性的资源统筹配置
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法及系统，解决了难以对短期电网平衡能力计算周期充分考虑各种资源的调节能力，资源决策的范围有限，难以提高电力供应的充足性，难以实现提前进行有针对性的资源统筹配置的技术问题
。
[0006]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法，包括以下步骤：
[0007]根据电力系统的资源的响应特性，确定多个时间尺度资源调度框架；
[0008]以电力系统在每个时间尺度内的调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在相应的时间尺度内的输出功率为决策变量，并以较大的时间尺度下的各个机组的输出功率为资源边界，构建多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型；
[0009]对多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型进行优化求解，基于最优解得到每个时间尺度资源调度框架下的各个机组的最优输出功率方案
。
[0010]优选地，所述多个时间尺度资源调度框架包括月度资源调度
、
周资源调度
、
日前资源调度和实时资源调度
。
[0011]优选地，以电力系统在每个时间尺度内的调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在相应的时间尺度内的输出功率为决策变量，并以较大的时间尺度下的各个机组的输出功率为资源边界，构建多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型的步骤具体包括：
[0012]以电力系统月度调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在月度内的输出功率为决策变量，构建月度电网资源调度优化模型；
[0013]对所述月度电网资源调度优化模型进行优化求解，根据最优解得到各个机组在月度内的最优输出功率；
[0014]基于各个机组在月度内的最优输出功率为资源边界，以电力系统周调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在一周内的输出功率为决策变量，构建周电网资源调度优化模型；
[0015]对所述周电网资源调度优化模型进行优化求解，根据最优解得到各个机组在一周内的最优输出功率；
[0016]基于各个机组在月度以及一周内的最优输出功率为资源边界，以电力系统日前调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在日前的输出功率为决策变量，构建日前电网资源调度优化模型；
[0017]对所述日前电网资源调度优化模型进行优化求解，根据最优解得到各个机组在日前的最优输出功率；
[0018]基于各个机组在月度
、
一周内以及日前的最优输出功率为资源边界，以电力系统实时调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在实时的输出功率为决策变量，构建实时电网资源调度优化模型
。
[0019]优选地，所述电网资源调度优化模型包括目标函数和约束条件，其中，所述月度电网资源调度优化模型
、
所述周电网资源调度优化模型
、
所述日前电网资源调度优化模型和所述实时电网资源调度优化模型均采用相同的目标函数为：
[0020][0021]式中，
min F
T
为电力系统在优化周期内的调度运行的最小总成本，
T
表示优化周期总时间，其中，优化周期为月度
、
周
、
日前或实时，
t
表示时间索引，
I
是机组的总数，
i
表示机组索引，
C
i,t
表示火电机组
i
在时刻
t
中的运行成本，
S
i,t
表示机组
i
在时间
t
中的启动成本，
M
表示负荷侧资源的总数，
m
表示负荷侧资源索引，
C
m,t
表示可调负荷
m
在时间
t
内的调度成本，
W
表示负荷侧源的总数，
w
表示负荷侧源索引，
Δ
w,t
是时间
t
中可再生机组
w
的弃电惩罚成本；
[0022]其中，火电机组
i
在时刻
t
中的运行成本
C
i,t
为：
[0023]C
i,t
＝
P
i,t
μ
t
[0024]式中，
μ
t
表示实时电价，
P
i,t
为机组
i
在时间
t
内的有功功率输出；
[0025]机组
i
在时间
t
中的启动成本
S
i,t
为，
[0026]S
i,t
＝
κ
y
i,
τ
[0027]式中，
κ
表示火电机组
i
的单次启动成本，
y
i,
τ
表示机组
i
在时间
τ
是否从停机变为启动的符号，其中，
τ
＝
t
‑
UT
i
+1
，
UT
i
表示机组
i
最小启动时间；
[0028]可调负荷
m
在时间
t
内的调度成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：根据电力系统的资源的响应特性，确定多个时间尺度资源调度框架；以电力系统在每个时间尺度内的调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在相应的时间尺度内的输出功率为决策变量，并以较大的时间尺度下的各个机组的输出功率为资源边界，构建多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型；对多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型进行优化求解，基于最优解得到每个时间尺度资源调度框架下的各个机组的最优输出功率方案
。2.
根据权利要求1所述的电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法，其特征在于，所述多个时间尺度资源调度框架包括月度资源调度
、
周资源调度
、
日前资源调度和实时资源调度
。3.
根据权利要求1所述的电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法，其特征在于，以电力系统在每个时间尺度内的调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在相应的时间尺度内的输出功率为决策变量，并以较大的时间尺度下的各个机组的输出功率为资源边界，构建多个时间尺度资源调度框架分别对应的电网资源调度优化模型的步骤具体包括：以电力系统月度调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在月度内的输出功率为决策变量，构建月度电网资源调度优化模型；对所述月度电网资源调度优化模型进行优化求解，根据最优解得到各个机组在月度内的最优输出功率；基于各个机组在月度内的最优输出功率为资源边界，以电力系统周调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在一周内的输出功率为决策变量，构建周电网资源调度优化模型；对所述周电网资源调度优化模型进行优化求解，根据最优解得到各个机组在一周内的最优输出功率；基于各个机组在月度以及一周内的最优输出功率为资源边界，以电力系统日前调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在日前的输出功率为决策变量，构建日前电网资源调度优化模型；对所述日前电网资源调度优化模型进行优化求解，根据最优解得到各个机组在日前的最优输出功率；基于各个机组在月度
、
一周内以及日前的最优输出功率为资源边界，以电力系统实时调度运行的最小总成本为目标条件，以各个机组在实时的输出功率为决策变量，构建实时电网资源调度优化模型
。4.
根据权利要求3所述的电力平衡的多时间尺度协调优化调度方法，其特征在于，所述电网资源调度优化模型包括目标函数和约束条件，其中，所述月度电网资源调度优化模型
、
所述周电网资源调度优化模型
、
所述日前电网资源调度优化模型和所述实时电网资源调度优化模型均采用相同的目标函数为：式中，
min F
T
为电力系统在优化周期内的调度运行的最小总成本，
T
表示优化周期总时间，其中，优化周期为月度
、
周
、
日前或实时，
t
表示时间索引，
I
是机组的总数，
i
表示机组索
引，
C
i,t
表示火电机组
i
在时刻
t
中的运行成本，
S
i,t
表示机组
i
在时间
t
中的启动成本，
M
表示负荷侧资源的总数，
m
表示负荷侧资源索引，
C
m,t
表示可调负荷
m
在时间
t
内的调度成本，
W
表示负荷侧源的总数，
w
表示负荷侧源索引，
Δ
w,t
是时间
t
中可再生机组
w
的弃电惩罚成本；其中，火电机组
i
在时刻
t
中的运行成本
C
i,t
为：
C
i,t
＝
P
i,t
μ
t
式中，
μ
t
表示实时电价，
P
i,t
为机组
i
在时间
t
内的有功功率输出；机组
i
在时间
t
中的启动成本
S
i,t
为，
S
i,t
＝
κ
y
i,
τ
式中，
κ
表示火电机组
i
的单次启动成本，
y
i,
τ
表示机组
i
在时间
τ
是否从停机变为启动的符号，其中，
τ
＝
t
‑
UT
i
+1
，
UT
i
表示机组
i
最小启动时间；可调负荷
m
在时间
t
内的调度成本
C
m,t
为，
C
m,t
＝
Δ
D
m,t
β<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰明，梁妍陟，黄城，耿晖，宋敏，崔乔儒，陈显超，李华圃，钟榜，李明锶，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司肇庆供电局，
类型：发明
国别省市：