【技术实现步骤摘要】
水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法
[0001]本专利技术属于电力系统调度自动化
，尤其涉及一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法
。
技术介绍
[0002]随着新型电力系统建设，电源侧正逐步呈现电源种类多元化的特征
。
火电作为可靠电源，在调峰调频任务中发挥重要作用
。
随着双碳目标推进，火电允许出力范围将逐渐压缩，主要为系统提供安全保障
。
水电作为灵活性电源，可以平抑新能源波动，但受资源约束，水电装机增速正逐步放缓
。
未来新能源装机规模将大幅度提高，将达到数十亿千瓦级，其数量级远大于目前常规水电装机容量，系统的调节能力供应捉襟见肘，存在较大的灵活性调节能力缺口，需要大幅度提高抽水蓄能电站等储能设施的装机规模
。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，以较好地平衡区域能源系统运行中的多个目标，保障系统运行安全稳定
。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，所述方法包括：构建双层嵌套调度模型，外层模型为考虑光伏消纳最大
、
火电出力二阶矩最小
、
火电和抽水蓄能成本最小的目标模型，内层模型为梯级水电耗水最少目标模型；采用改进
NSGA
‑
II
求解外层模型确...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，其特征在于：所述方法包括：构建双层嵌套调度模型，外层模型为考虑光伏消纳最大
、
火电出力二阶矩最小
、
火电和抽水蓄能成本最小的目标模型，内层模型为梯级水电耗水最少目标模型；采用改进
NSGA
‑
II
求解外层模型确定系统光伏消纳出力序列
、
火电计划出力以及剩余负荷；将内层模型线性化为
MILP
模型并根据外层模型求解得到剩余负荷和输入条件求解内层模型，确定常规水电和抽水蓄能运行计划
。2.
根据权利要求1所述的一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，其特征在于：所述外层模型包括：目标函数：光伏出力消纳量最大目标式中：是
t
时段的光伏消纳出力，单位
MW
；
T
是一日总时段数；火电出力序列波动最小目标式中：是
t
时段火电的计划出力，单位
MW
；是一日内火电的出力平均值，单位
MW
；
3)
互补系统调度运行成本最小目标互补系统调度运行成本最小目标互补系统调度运行成本最小目标互补系统调度运行成本最小目标式中：是
t
时段火电消耗的燃煤成本，单位元；是抽水蓄能机组
u
在
t
时刻的发电状态启动成本，单位元；是抽水蓄能机组
u
在
t
时刻的抽水状态启动成本，单位元；
a、b、c
分别是火电运行特性的煤耗系数常数项
、
一次项和二次项；
I
t
是火电
t
时段开停机状态0‑1指示变量；
C
f
是单位燃煤的价格，单位元
/
吨；
C
gen
是抽水蓄能机组发电工况由停机状态启动一次所需的成本，单位元；是抽水蓄能机组
u
在
t
时段的发电工况开停机状态0‑1指示变量；
C
pum
是抽水蓄能机组抽水工况由停机状态启动一次的成本，单位元；是抽水蓄能机组
u
在
t
时段的抽水工况开停机状态0‑1指示变量
。3.
根据权利要求2所述的一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，其特征在于：所述外层模型还包括：约束条件：
光伏消纳出力上下限约束式中：是
t
时段光伏的可消纳上限值，
MW
；是
t
时段光伏的可消纳下限值，单位
MW
；火电爬坡约束式中：
R
是火电爬坡能力上限值，单位
MW
；火电出力上下限约束式中：是火电允许出力上限值，
MW
；是火电允许出力下限值，单位
MW。4.
根据权利要求1所述的一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，其特征在于：内层模型包括：目标函数：目标函数：式中：
q
j,t
是常规水电站
j
在
t
时段的平均出库流量，
m3/s
；
Δ
t
是时段长度，；
J
是常规梯级电站个数；
T
是一日总时段数；
H
是抽蓄电站机组数；和分别是抽蓄机组
u
在
t
时段的发电工况和抽水工况的开停机状态0‑1指示变量
。5.
根据权利要求4所述的一种水火光蓄区域能源系统短期双层嵌套调度模型构建方法，其特征在于：内层模型还包括：常规梯级水电约束条件：
1)
水量平衡约束水量平衡约束式中：
V
j,t
是
j
水库
t
时段的库容，
m3；是
j
水库
t
时段的入库流量，
m3/s
；是
j
水库
t
时段的发电流量，
m3/s
；
s
j,t
是
j
水库
t
时段的弃水流量，
m3/s
；
2)
库容上下限约束式中：
V
j
是
j
水库的库容下限，
m3；是
j
水库的库容上限，
m3；
3)
出力上下限约束
式中：是
j
水电站
t
时段的平均出力，
MW
；是
j
水电站的出力最小值，
MW
；是
j
水电站的出力最大值，
MW
；
4)
发电流量上下限约束式中：是
j
水电站
t
时段的发电流量，
m3/s
；是
j
水电站的发电流量最小值，
m3/s
；是
j
水电站的发电流量最大值，
m3/s
；
5)
出库流量上下限约束式中：
q
j,t
是
j
水库
t
时段的出库流量，
m3/s
；
q
j
是
j
水库的出库流量最小值，
m3/s
；是
j
水库的出库流量最大值，
m3/s
；
6)
出力关系约束常规水电站的出力计算方式采用耗水率计算式中：
R
j,t
是
j
水电站
t
时段的发电耗水率，
m3/MWh
；
Δ
T
为时间间隔；
7)
水位
‑
库容关系
β
j,t,e
∈{0,1}(20)VA
j,e
‑1×
β
j,t,e
≤VB
j,t,e
≤VA
j,e
×
β
j,t,e
(21)(21)
式中：
β
j,t,e
是
j
水库
t
时段的水位库容曲线0‑1指示变量，用于判断水库库容
V
j,t
处于哪个库容区间；
VB
j,t,e
表示
t
时刻
j
水库库容在第
e
个区间中的库容值，
m3；
VA
j,e
表示
j
水库第
e
个库容区间的右端库容值，
m3；
ZUA
j,e
表示
j
水库第
e
个水位区间的右端水位值，
m
；表示
j
水库
t
时段的坝上水位，
m
；
8)
尾水位
‑
泄量关系
γ
j,t,e
∈{0,1}(25)QA
j,e
‑1×
γ
j,t,e
≤QB
j,t,e
≤QA
j,e
×
γ
j,t,e
(26)(26)
式中：
γ
j,t,e
是
j
水库
t
时段的尾水位泄量曲线0‑1指示变量，用于判断下泄流量
q
j,t
处于哪个区间；
QB
j,t,e
表示
t
时刻
j
水库下泄流量在第
e
个区间中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏华英，王融融，王榆楗，张俨，赵维兴，王宁，马覃峰，刘明顺，陈锐，安甦，王国松，汪明清，田年杰，姚刚，代江，姚瑶，陶用伟，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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