[发明专利]基于风核协调的多电源联合优化调度运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网控制系统技术领域，尤其涉及一种基于风核协调的多电源联合优化调度运行方法。

背景技术

近年来，能源与环境问题日益突出，以风电、核电为代表的新兴能源因其无污染、无温室气体排放、可再生特性，已成为能源发展的重要方向。抽水蓄能机组作为一种特殊电源，在负荷低谷时抽水，负荷高峰时发电，既避免了火电机组的低谷调停，又满足高峰负荷的需要，成为解决电网调峰问题的首选。随着我国电力系统装机容量不断提升，电源类型和负荷类型不断趋于多样化，电网日常运行的调峰任务以及对大规模清洁能源的消纳任务也变得越来越困难，不能简单的通过火电机组调节来完成，而一种行之有效的途径就是提高包括风电、火电、核电和抽水蓄能的多种电源的协调优化调度水平。

通过对现有文献的检索发现，现有的基于风核协调的多电源联合优化调度运行方式的研究相对较少，且存在以下四个问题：在建立风-火-核-抽水蓄能联合联合调度模型时，许多研究以电厂整体运行成本最低、燃料消耗最少作为优化目标；联合调度模型中核电机组大多始终保持基荷运行状态；联合调度模型中对于风电不确定性处理精确度较高，但实际实现较困难；联合联合调度模型中对抽水蓄能机组水库的越限问题考虑较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种以电网调度成本最低和风电消纳最大作为优化目标，满足电网利益最大化，风电消纳能力最大化的多电源联合优化调度运行方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于风核协调的多电源联合优化调度运行方法，其特征在于包括如下步骤：

1)获取电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水蓄能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷模型，风电历史数据和风电预测数据；

2)根据所述电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水蓄能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷数据和风电预测数据，建立优化的机组组合调度运行方法模型；

3)根据所述优化的机组组合调度运行方法模型，计算电网收益最大化，风电消纳最大化的机组联合运行结果。

进一步的技术方案在于：步骤1)中获取的风电数据用于确定某个季度每天的风电典型出力曲线，再用统计方法估计每天负荷峰值出现的时间段和谷值出现的时间段。

目前核电机组广泛采用的较为安全经济的运行方式“12-3-6-3”的运行方式，将核电机组基荷运行的时间段和67％出力的时间段与分别与风电出力谷值出现的时间段的时间段和峰值出现的时间段相配合。

进一步的技术方案在于：核电机组配合风电机组的运行方式，核电机组配合出力的时间安排，根据电网安排调度的不同月份时间，确定该月所属季度，最终由估计得到的该季度风电典型出力曲线来确定。

进一步的技术方案在于：步骤1)中风电预测数据，用来求取风电出力预测误差的概率分布函数，以此表征风电出力不确定性；

方法如下：假设风电的实际有功出力W_j服从Beta分布，其累计概率分布函数为：

式(1)，(2)中的α和β可以通过风电预测出力的均值和方差求得：

考虑风电出力不确定性，可以转换为考虑事件风电计划出力P_w,j小于实际有功出力W_j的概率满足一定条件：

Pr{P_w,j≤W_j}≥ρ(5)

ρ为置信度，取0.9，表示事件“风电计划出力P_w,j小于实际有功出力W_j”的概率为90％；式(5)进过变形可转换为：

进一步的技术方案在于：步骤2)中建立的优化的机组组合调度运行方法模型包括：

目标函数：

①电网经济性最好：

式中：N_G为区域内所有发电机组的总数，包括火电机组，核电机组，风电机组和抽水蓄能机组；k′_i为电网在t时刻的售电价格，P′_i为电网在t时刻售电量，k_i为电网从电厂的购电价格，P_i为电网在t时刻从电厂的购电量，这里默认电厂各机组按照电网调度任务发电，机组发电量即为电厂购电量；

②风电消纳最大：