[发明专利]考虑联络线电力交易计划的多区域互联电力系统的风电消纳优化方法

说明书

本发明提供了一种考虑联络线电力交易计划的多区域互联电力系统的风电消纳优化方法：确定问题研究的时间周期和步长，收集各省的计算数据；统计系统火电机组的数据，将具有相同运行参数的机组归为同一类型，统计各个类型机组的数量；建立多省互联电力系统风电消纳优化的优化模型；使用求解器CPLEX求解该优化模型，得到最优解，计算各省风电消纳电量和弃风电量。本发明极大地减少了变量的个数，显著地提高了问题求解速度；引入弃风分段惩罚因子，通过设置各段惩罚因子的值，可以控制弃风发生的顺序；考虑到联络线的电力交易计划，通过优化联络线功率，在多省内实现资源优化配置，实现全网风电优先消纳。

技术领域

本发明属于电力系统新能源消纳领域，具体涉及一种考虑联络线电力交易计划的多区域(例如，省)互联电力系统的风电消纳优化方法。

背景技术

近年来，风力发电技术发展迅猛，装机容量逐年上涨。但是，由于我国采取大规模集中式发展模式，风电消纳问题突出，多个地区甚至出现了严重的弃风现象。为了促进风电等新能源的并网消纳，实现能源可持续发展，我国先后出台了相关政策，确保风电等新能源的优先调度。国家能源局在《关于有序放开发用电计划的实施意见》中明确指出：在确保供电安全的前提下，优先保障水电和规划内的风能、太阳能、生物质能等清洁能源发电上网，促进清洁能源多发满发。另外，在跨区跨省更大范围内协调风电消纳，可以通过优化省间联络线的交换功率，充分利用不同地区负荷和发电资源的互补特性，提高风电等新能源的消纳水平。

分析和优化多省区风电的消纳水平对于风电的规划运行具有重要意义，可以为跨省区风电交易提供具有实践意义的消纳方案和交易预案。目前，风电消纳优化模型一般是基于机组组合模型，通过优化安排机组的启停时间和出力，在满足调峰约束的条件下，为风电留出消纳空间。但是，描述机组启停状态涉及到整数变量，而实际的省级电网往往涉及到成百上千台发电机组，这使得多省互联电力系统的风电消纳优化模型成为一个大规模的混合整数问题，难以在短时间内得到最优解。另外，为了促进风电的优先调度，现有的模型中一般在目标函数中追加弃风惩罚项，并设置惩罚因子，该因子一般为固定值。这时，模型无法区分弃风发生的地方，可能会导致同一个地方反复承担弃风，这不符合公平性原则。此外，传统联络线计划一般是电力交易合同的简单叠加，与省内发电计划相对独立，没有充分发挥资源全局配置的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑联络线电力交易计划的多区域互联电力系统的风电消纳优化方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1)确定问题研究的时间周期和步长，收集系统各区域的计算数据，包括：火电机组的运行参数和个数、相应时间周期内负荷的预测序列和风电的预测序列；

2)统计系统火电机组的数据，将具有相同运行参数的火电机组归为同一类型，统计系统内各个类型机组的数量；本发明所述的火电机组运行参数包括额定容量、最大技术出力、最小技术出力、最小开机时间、最小停机时间和爬坡率；

3)建立多区域互联电力系统风电消纳优化模型，该模型的目标函数为最小化全周期内的弃风电量，该模型的约束条件包括：各类火电机组运行约束、各区域电网风电出力约束、各区域电网功率平衡约束、各区域电网备用约束和区域间联络线电力交易约束；

4)使用求解器CPLEX求解该优化模型，得到最优解，计算系统各区域电网风电消纳电量和弃风电量。

所述的多区域互联电力系统风电消纳优化模型属于混合整数线性规划问题(MixInteger Linear Programming,MILP)，可以在相对较短的时间内求解，符合实际工程计算的要求。

所述的目标函数中引入弃风分段惩罚因子，相应的目标函数为：