【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统运行领域，具体涉及一种基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法。
技术介绍
1、风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经在全球范围内得到广泛应用，是目前清洁能源领域的重要组成部分。随着技术的发展，风力发电机组的效率不断提高，同时成本也在逐渐降低。新型的风力发电机组采用了更先进的材料和设计，使得发电效率更高，同时对环境的影响也更小。然而，风速的不稳定性和风能的波动性使得风力发电的输出具有不确定性，这给电网运营带来了一定的挑战，可能会导致电网频率、电压等参数的波动，进而影响电网的稳定性，电力系统调度变得更加困难，需要根据风力发电的实时情况进行灵活调整，以平衡供需，确保电力系统的稳定运行。
2、为了应对风电并网的不确定性，国内外学者做了大量针对性地研究，主要有两种常见的方法：随机优化(so)和鲁棒优化(ro)。随机优化方法通过概率方式来确保系统运行的安全性和经济性。它基于对风电不确定性进行建模和分析，通过考虑多个可能的情景来生成调度策略，随机优化方法在处理不确定性方面已经得到了广泛应用，然而需要进行大量的抽样和计算，这会导致计算复杂度的增加，特别是在处理大规模问题时更加明显。另一方面，随机优化对数据的要求很高，需要大量的历史数据和概率分布信息来建立模型。如果缺乏足够的数据或者无法准确估计概率分布，将会影响优化结果的准确性和可靠性。除此之外，由于随机优化是基于随机抽样进行计算的，所以无法保证找到全局最优解。优化结果可能只是在抽样集合中的局部最优解，无法保证在所有可能的情景下都是最优的。而
3、综上，风电的大规模接入和随机波动性使新能源消纳面临巨大挑战，弃风弃光风险突出，亟需深入掌握电网新能源消纳能力，及时调整优化电网运行方式。但现有的建模方法难以兼容经济性和安全性，因此有一定的改进之处。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于立足于电力系统发展现状，针对新能源电源弃电问题突出并且经济和安全性等问题，提出了一种基于可变化风电消纳区间的储能与火电协调调度的建模方法，在保证系统安全运行的基础上，通过灵活调节风电的可消纳区间，提高新能源电网清洁高效经济运行。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，包括以下步骤：
4、步骤一：首先收集整理火电机组出力上下限、爬坡速率、爬坡时间和最小启停时间数据，考虑相应约束条件，对常规火电机组进行建模；
5、步骤二：在常规火电机组的基础上，考虑灵活性资源的影响，因此加入储能，考虑相应约束条件，建立储能模型；
6、步骤三：以步骤一中的常规火电机组约束和步骤二中的储能相关约束为基础，并且考虑线路容量约束和系统功率平衡约束，以系统总运行成本、弃电惩罚成本以及切负荷惩罚成本为目标函数，考虑风电出力的不确定性，得到系统的运行初始运行计划以及暂定的风电功率可消纳区间；
7、步骤四：根据步骤三中得到的初始运行计划，验证在风电功率可消纳区间内是否安全可靠，如满足，则找到最优区间，停止；否则执行步骤五；
8、步骤五：根据步骤四中得到的结果，继续对可变的风电功率消纳区间进行投射优化，直至对于该风电功率消纳区间内所有的取值都能通过对初始运行计划进行调节达到系统安全运行的目的。
9、本专利技术进一步的改进在于，步骤一的具体实现方法如下：
10、pth,k,minuth,k,t≤pth,k,t≤pth,k,maxuth,k,t (1)
11、
12、
13、
14、
15、uth,k,t-uth,k,t-1＝yth,k,t-zth,k,t (6)
16、uth,k,t-uth,k,t-1≤uth,k,υ (7)
17、uth,k,t-1-uth,k,t≤1-uth,k,τ (8)
18、
19、
20、式中，th为火电机组；k为火电机组编号；t为时段；pth,k,min为火电机组的最小技术出力；pth,k,max为火电机组的最大技术出力；uth,k,t为表示火电机组是否运行的决策变量，若开机则为1，否则为0；为火电机组可提供的向上备用；为火电机组可提供的向下备用；和为火电机组向上和向下的爬坡速率；yth,k,t为火电机组是否启动的0-1变量，若启动则为1，否则为0；zth,k,t为火电机组是否关机的0-1变量，若关机则为1，否则为0；υ和τ为时段；为火电机组的最小停机时间；为火电机组的最小运行时间。
21、本专利技术进一步的改进在于，步骤二的具体实现方法如下：
22、udis,k,t+uch,k,t≤1 (11)
23、udis,k,t-udis,k,t-1＝ydis,k,t-zdis,k,t (12)
24、uch,k,t-uch,k,t-1＝ych,k,t-zch,k,t (13)
25、pdis,k,minudis,k,t≤pdis,k,t≤pdis,k,maxudis,k,t (14)
26、pch,k,minuch,k,t≤pch,k,t≤pch,k,maxuch,k,t (15)
27、
28、sock,t＝sock,t-1+(pch,k,tηch-pdis,k,t/ηdis)δt (17)
29、sock,init＝sock,end (18)
30、socmin,k≤sock,t≤socmax,k (19)
31、
32、
33、
34、
35、
36、式中，bat为储能电站；k为储能电站编号；udis,k,t为处于放电状态是否放电的0-1变量，若放电则为1，否则为0；uch,k,t为处于充电状态是否放电的0-1变量，若充电则为1，否则为0；ydis,k,t为是否开始放电的0-1变量，若开始放电则为1，否则为0；ych,k,t为是否开始充电的0-1变量，若开始充电则为1，否则为0；pdis,k,t为放电功率；pch,k,t为充电功率；pdis,k,min为最小放电功率；pdis,k,max为最大放电功率；pch,k,min为最小充电功率；pch,k,max为最大充电功率；sock,t为荷电量；socmin,k为最小荷电量；socmax,k为最大荷电量；ηch为充电效率；ηdis为放电效率；为向上备用；为向下备用；nba本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤一中，火电机组的相关数据包括出力上下限、爬坡速率、爬坡时间和最小启停时间数据。
3.根据权利要求2所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤一的具体实现方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤二的具体实现方法如下：
5.根据权利要求4所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤三中，模型的目标函数表示为：
6.根据权利要求5所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤三中，线路容量约束为：
7.根据权利要求6所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤三中，系统功率平衡约束为：
8.根据权利要求7所述的基于可变风电功率消纳区间的
...【技术特征摘要】
1.基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤一中，火电机组的相关数据包括出力上下限、爬坡速率、爬坡时间和最小启停时间数据。
3.根据权利要求2所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤一的具体实现方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于可变风电功率消纳区间的储能与火电协调调度建模方法，其特征在于，步骤二的具体实现方法如下：...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，胡相卿，王文倬，康小宁，邵成成，李武璟，苏彪，马晓伟，任景，王智伟，谢醉冰，张启文，谭阳琛，杨鹏，李晓栋，
申请(专利权)人：国家电网有限公司西北分部，
类型：发明
国别省市：
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