【技术实现步骤摘要】
本专利涉及电力系统调度领域，特别是涉及考虑电弧炉调控与风电模态分解的日前-日内两阶段调度方法
技术介绍
1、现有技术中，风力发电随着风力发电的持续增加，系统在面临显著的峰谷差异和风电迅速波动的情况下，容量过剩问题显现出来，不是所有生成的风能都被吸收，导致弃风，显著影响了风电场(wf)的收入流，危及风能项目的财务可行性。
2、在电力系统的灵活性资源问题上，现有的研究主要集中在需求响应、能源存储系统和火电厂。然而，随着风电规模的扩大和对电网的影响日益明显，仅依赖单一的灵活性资源可能不足以满足系统的需求。尽管有很多学术研究关注了日前调度问题，但这可能会导致风电预测的不准确性和风电浪费。
3、与此同时，全球气候变化问题仍然严重。少数的火电厂贡献了大部分的碳排放。因此，需要采取紧急措施来减少火电厂的二氧化碳排放。
4、例如，现有技术cn 115204702公开一种基于动态分区的日前日内调度方法，包括以下步骤；步骤s1：评估配电网电源侧、负荷侧和电网侧的灵活性资源，定义基于动态分区的灵活性不足率；步骤s2：构建基于动态分区的日前调度模型，根据日前的间歇性分布式电源功率和负荷需求预测结果制定次日的购电计划，协调各类可控设备实现系统的优化运行，使日前调度结果对日内调度起到指导作用；步骤s3：构建基于动态分区的日内调度模型，根据系统中间歇性分布式电源发电和负荷需求预测存在的误差，以配电网接入装置实际运行情况和超短期预测结果对日前调度计划做滚动调整，使日内调度能够调整日前调度并提高分区内部灵活性资源的利用效率。但
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术问题，本申请提出一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，为了实现风电吸收和火电厂二氧化碳排放的协同优化，本申请基于电弧炉(eaf)负荷运行特性，建立了电弧炉的模型，综合利用这些灵活性资源的策略，旨在实现最优风电吸收和减少火电厂排放。
2、本申请具体方案如下：
3、一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，具体包括以下步骤：
4、步骤1、建立电弧炉的高载能负荷模型；
5、步骤2、构建日前-日内双层调度模型，日前-日内双层调度模型包括日前上层模型和下层模型，下层模型第一日前下层模型、第二日前下层模型、第一日内下层模型和第二日内下层模型；
6、步骤3、引入电弧炉负荷与火电厂协同调度消纳风电，建立日前上层模型的目标函数，通过日前上层模型中的约束条件，优化日前风能利用，最小化风电限电；
7、步骤4、建立第一日前下层模型，根据各个风电场输入到电网的历史功率数据所占的比例和所有风电厂在t时段的实际输入到电网的日前总有功功率，计算每个风电厂输入到电网的日前有功功率；
8、步骤5、根据日前上层模型求出的日前所有火电厂的总功率以最小化日前火电厂的co2排放量为目标，建立第二日前下层模型，基于第二日前下层模型的约束条件，计算各个火电厂的日前有功功率；
9、步骤6、建立第一日内下层模型的第一目标函数和第二目标函数，将日前尺度下层模型求得的各个风电场日前功率进行可变模态分解，基于约束条件计算被电池储能系统吸收的每个风电场日前功率的高频分量，同时所有风电场日前功率的低频分量通过压缩所有火电厂功率来吸收；
10、步骤7、建立第二日内下层模型，以最小化所有火电厂的日内co2排放量为目标，求解各个火电厂的日内功率。
11、步骤1的具体包括以下步骤：
12、基于电弧炉的运行特性建立电弧炉的高载能负荷模型，在分析过程中，考虑电弧炉的实际运行情况，以确保准确地描述电弧炉的负荷特征。这一具体过程为后续的调控策略制定提供了基础和指导；
13、建立电弧炉的高载能负荷模型：
14、
15、
16、
17、表示第k个电弧炉(eaf)t时段的有功功率，和分别表示第k个电弧炉在t时段的熔化电压和电流，表示第k个电弧炉的功率因数；表示t时段电力系统中所有电弧炉负载的总功率，t时段所有电弧炉负载的总功率是所有系统中运行的电弧炉的额定功率和所有可调节的电弧炉的调节功率(可调控制量)的总和；表示t时段电弧炉的基础功率(t时段单个电弧炉的平均运行能力)；neaf表示所述电力系统中运行的电弧炉数量，neafadj表示所述电力系统中可调节的电弧炉数量。第k台电弧炉炉在t时段的调节功率；如果δpteaf，k>0，表示第k个电弧炉正在增加负荷；如果δptmgbase<0，表示第k个电弧炉正在减小负荷。是状态变量，指示第k个电弧炉是否在t时段调整有功功率，其中表示动态功率调整，表示动态功率无调整；peaf.kmin表示第k个电弧炉(eaf)的有功功率的最小值，peaf.kmax表示第k个电弧炉(eaf)的有功功率的最大值；k的取值范围为1到neaf+neaf adj。
18、日前上层模型输出日前风电消纳的决策，包括电弧炉负荷的调度计划以及风电厂和火电厂的日前总功率规划；第一日前下层模型用于制定各个风电场的日前功率规划，第二日前下层模型用于制定各个火电厂的日前功率规划；第一日内下层模型用于制定各个风电场、电池储能系统日内功率规划，第二日内下层模型用于制定各个火电厂的日内功率规划。
19、步骤s3具体包括以下步骤：
20、日前上层模型将t时段内风电场在母线上的预测有功功率输出总和t时段的常规负荷电弧炉的额定功率(额定负荷大小)作为已知输入量，在满足火电厂、风电和负荷约束条件的前提下，实现日前弃风量的最小化，得到火电厂总功率、风电厂总功率和电弧炉负荷调节功率的日前调度策略。
21、日前上层模型的目标函数为式(5)：
22、
23、其中，td为日前调度周期的时段数，本实施例取96；为所有风电厂在t时段的实际输入到电网的日前总有功功率；为所有火电厂在t时段的日前有功功率输出总和；为t时段的常规负荷；neaf表示电力系统中运行的电弧炉数量，表示第k个电弧炉(eaf)t时段的有功功率，δpteaf，k为第k个电弧炉在t时段的调节功率，mineabon表示日前阶段弃风量最小。
24、日前上层模型中的约束条件包括日前功率平衡约束、风电日前输出约束和火电厂日前输出的约束
25、(301)日前功率平衡约束：
26、式(6)用于整个电力系统的日前功率平衡约束，即在日前阶段的每一个时段，源侧风电场与火电厂发出的功率之和与荷侧电弧炉负荷与常规负荷消耗功率之和相等。
27、
28、(302)风电日前输出约束为式(7)：
29、
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【技术保护点】
1.一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的一种考虑电弧炉调控与风电模态分解的两阶段调度方法，其特征在于，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王艺博，赵旭东，刘闯，蔡国伟，王东哲，熊健，商晶茹，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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