[发明专利]一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法

说明书

本发明属于水电调度运行技术领域，提供了一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法。本发明综合考虑五种调峰指标，并引入经济学中联动分析理论对指标的数据序列进行平稳性检验和因果关系检验，以有效明晰指标间的联动变化规律，采用回归分析方法量化相互影响关系，进而构建多指标耦合的调峰调度优化模型，最后采用遗传算法进行模型求解。本发明能更客观地描述电网的综合调峰要求，有利于调度人员减少决策中的主观臆断性，与常规的不同单一调峰指标模型相比，调峰效果得到明显改善，为电力系统短期运行中调峰调度决策提供新的技术途径。

技术领域

本发明涉及水电调度运行领域，特别涉及一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法。

技术背景

调峰是电力系统短期调度运行的一项核心任务，也是国内外重点关注的课题之一。由于巨大的负荷峰谷差和不断增加的间歇性能源并网，使得我国大多数以火电为主的省级电网面临非常严峻的调峰压力，因而调峰已成为这些电网日常发电调度中的主要目标之一。从电网侧来讲，调峰的主要目的是合理优化可调节电站的发电运行计划以削减余留负荷峰谷差、平滑调节性能较差火电机组面临的净负荷曲线，为达到此目的，如何准确描述调峰需求就成为发电调度的关键环节。

目前应对电力系统调峰压力的措施和技术手段主要包含两个方面：一是聚焦储能系统建设及其调峰潜力，例如在能量成本函数中引入峰值费用、光伏发电场和电池储能混合系统的联合运行优化、风光间歇性电源与抽水蓄能电站的互补运行等。二是常规电源如水电站和火电站的调峰优化调度，这类调峰方法普遍以余留负荷为变量构建优化模型，即采用余留负荷的某种形式函数来描述电网的调峰需求，例如余留负荷最大峰谷差最小、余留负荷序列的均方差或者标准差最小、调峰电量最大等。总的来说，这些建模方法在适当的条件下能够有效地降低最大负荷峰值谷差或平滑余留负荷曲线的波动，但对于电网面临的调峰压力或需求，仅通过单一的调峰指标如峰谷差、余荷均方差等进行描述，缺少对负荷需求的综合分析，尤其当不同日期不同电网的负荷需求发生变化时，每种调峰目标的适用性如何，以及应该采用何种调峰目标优化发电计划才能保证获得较好的调峰结果，一直没有得到足够的重视，但确实是调峰调度研究中非常关键的问题。

针对以上问题，本发明依托国家自然科学基金(51579029)，提出基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法，并以溪洛渡水电站群送电至浙江省电网为工程背景对其进行应用测试，结果显示本发明成果可有效避免单一指标优化引起调峰结果偏差和主观因素带来的结果不确定性与不合理性，从而使优化得到的发电运行计划更加有效和实用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法，以减小多目标处理策略中权重系数选取带来的不确定性与不合理性，获得更为均衡的调峰优化结果。

本发明技术方案：

一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法，其特征包括如下步骤：

(1)初始化计算条件，包括水电站运行条件和约束条件，以及电力和水力调度需求条件；

(2)引入五种调峰指标，分别为负荷方差负荷峰谷差F₂＝P_r,max-P_r,min、负荷最大变化率F₃＝|P_r,i-P_r,i-1|_max、负荷最大值F₄＝P_r,max、负荷最小值F₅＝P_r,min，式中P_r为余留负荷序列，P_r,i为i个时段的余留负荷，P_r,max为余留负荷最大值，P_r,min为余留负荷最小值，n为时段的总个数，由此得到多目标函数：