【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种综合考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法。
技术介绍
1、近年来，在“碳达峰、碳中和”目标驱动下，以新能源为主体的新型电力系统加速构建，光热发电作为一种灵活的新能源发电技术日益受到关注。与风电、光伏发电固有的波动性和不确定性不同，光热电站通过采用大容量、高效能的蓄热技术可以实现能量的大规模存储及其在时间上的低损耗转移，同时热电转换系统采用汽轮机进行发电，具有启动速度快、调节范围大的优点。光热电站可以根据电力系统运行需要，通过蓄热能量的快速释放与转化，高效灵活地调节电力供应，在促进风光消纳、参与电网备用、调峰、调频等方面具有明显优势。
2、光热电站运行控制灵活，既可以通过优化调节自身出力实现电力系统净负荷的削峰填谷，也可通过参与备用和调频等辅助服务市场为系统提供更多灵活性促进新能源消纳，由此使光热电站的运行控制方法已成为学术界和工业界关注的热点。光热电站的相关研究主要集中在光热电站的场站级优化控制方法、光热电站参与市场的运行控制以及光热电站在电力系统中的优化调度等。光热电站的场站级优化控制主要根据太阳光照预测数据，考虑光热电站集热、传热蓄热、热电转化等环节的运行特性和约束，以最大化光热电站收益或发电量为目标优化其出力计划；光热电站参与电力市场的运行控制策略除了关注自身的运行状况外，同时考虑电能和辅助服务市场的价格信号，以最大化光热电站的市场收益为目标研究其在市场环境下的最优控制策略；光热电站在电力系统中优化调度的研究将光热电站运行控制模型与电力系统调度相结合，从电力
3、目前关于光热电站的相关研究主要聚焦于利用光热电站自身出力的调节能力对系统削峰填谷、增加灵活性方面的作用，促进新能源高效消纳的同时保证电力系统运行的经济性。同时，光热电站因其运行控制的灵活性，既可以在优化自身出力的同时提供备用辅助服务，综合考虑二者不仅可以帮助系统应对日益强烈的不确定性，还可以提高光热电站的收益，但也可能削弱光热电站自身的灵活性，给集热环节的太阳能消纳带来额外不确定性。此外，由于目前光热电站同时优化出力和备用的研究多是在价格信号给定下，忽略了光热电站运行控制策略对电能和备用辅助服务市场价格出清的影响，限制了光热电站最优控制策略的获取。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种综合考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，针对目前各光热电站优化自身出力及提供备用时无法兼顾场站内运行灵活性导致弃光电量，以及光热电站运行控制策略与电力市场的耦合问题，提出了一种光热电站运行控制精细化建模方法，对光热电站在电能市场和备用辅助服务市场的收益进行精细化建模，考虑光热电站运行约束，建立光热电站同时参与电能和备用辅助服务的联合出清模型，在保证结果正确性的同时，显著提高了模型的计算效率，又提高了光热电站的收益，详见下文描述：
2、一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，所述方法包括：
3、获取光热电站集热系统各时段预测的最大热功率值、电网各负荷预测值、各新能源场站功率预测值、参与市场出清的常规机组在电能和备用市场报价及其设备参数；
4、基于构建的上层模型目标函数的线性模型、以及下层模型等价的线性化的kkt最优性条件约束，再计及构建的上层问题的约束条件，构建光热电站最优控制策略计算模型；
5、利用混合整数规划对光热电站最优控制策略计算模型进行求解，输出光热电站各时段最优的出力和备用策略。
6、其中，所述上层模型目标函数以光热电站收益最大化为目标，下层模型以电力市场电能和备用联合出清成本最小为目标，所述约束条件引入光热电站最大热损失约束，调节允许弃光热量的百分比参数均衡光热电站综合收益与光热消纳要求。
7、其中，所述光热电站最大热损失约束为：
8、
9、式中，κ为一个周期内集热系统允许弃光热量的百分比；为集热系统t时段可收集的最大热功率；为集热系统t时段弃光热量；t为调度时间段个数。
10、其中，所述利用混合整数规划对光热电站最优控制策略计算模型进行求解具体为：
11、依据kkt条件将下层问题转化为等价的线性化约束附着在上层问题中，将双层优化问题转化为单层优化问题；利用mccormick包络法进行线性化处理，将光热电站双层非线性优化问题转化为单层混合整数规划。
12、进一步地，所述方法通过调整光热电站最大允许弃热的百分比协调光热电站提供备用辅助服务和新能源消纳间的冲突，使光热电站配置参与电能市场的容量以及参与备用市场的容量。
13、本专利技术提供的技术方案的有益效果是：
14、1、本方法在保证光热电站本身能源效率的前提下，综合考虑了光热电站在电能和备用市场的收益，提高了光热电站的经济效益；
15、2、本方法通过引入最大热损失约束平衡了光热电站的备用收益和电站太阳能消纳可能存在的冲突，实现了经济效益和新能源消纳的平衡；
16、3、本方法依据kkt最优性条件将双层模型转化为单层优化模型，然后通过上层问题目标函数和kkt互补松弛条件的线性将问题转化为混合整数规划模型，避免了上层问题与下层问题的反复交替迭代求解，改善了计算效率。
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1.一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述上层模型目标函数以光热电站收益最大化为目标，下层模型以电力市场电能和备用联合出清成本最小为目标，所述约束条件引入光热电站最大热损失约束，调节允许弃光热量的百分比参数均衡光热电站综合收益与光热消纳要求。
3.根据权利要求2所述的一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述光热电站最大热损失约束为：
4.根据权利要求2所述的一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述利用混合整数规划对光热电站最优控制策略计算模型进行求解具体为：
5.根据权利要求1所述的一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述方法通过调整光热电站最大允许弃热的百分比协调光热电站提供备用辅助服务和新能源消纳间的冲突，使光热电站配置参与电能市场的容量以及参与备用市场的容量。
【技术特征摘要】
1.一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行控制方法，其特征在于，所述上层模型目标函数以光热电站收益最大化为目标，下层模型以电力市场电能和备用联合出清成本最小为目标，所述约束条件引入光热电站最大热损失约束，调节允许弃光热量的百分比参数均衡光热电站综合收益与光热消纳要求。
3.根据权利要求2所述的一种考虑电能和备用市场收益的光热电站精细化运行...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国庆，关乃夫，张富博，周子健，汪桂明，李本新，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司白城供电公司，
类型：发明
国别省市：
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