[发明专利]一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法

说明书

本发明提出一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法，属于灵活性资源参与调峰的运行优化领域。该方法首先利用环境温度预测值和环境温度实际值的历史数据通过经验概率分布函数转换后，构建转换后的环境温度预测值和环境温度实际值的联合概率分布函数，计算得到次日实际环境温度的经验分布；然后建立由目标函数和约束条件构成的蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化模型，对该模型的目标函数进行分布鲁棒优化后对模型求解，得到各时段蓄热式电锅参与调峰时上报功率的最优解，最终得到蓄热式电锅炉参与调峰市场的投标功率曲线，优化完毕。本发明能够降低环境温度不确定性对蓄热式电锅炉参与调峰的影响，充分发挥蓄热式电锅炉的调峰能力。

技术领域

本发明属于灵活性资源参与调峰的运行优化领域，具体涉及一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法。

背景技术

近年来可再生能源蓬勃发展，高比例可再生能源接入给电力系统调峰带来了较大压力。在我国北方地区，风电在冬季夜晚往往具有较高的输出功率，而火电机组因夜间供热而调峰能力受限。由于我国北方电力系统发电资源主要以火电机组为主，因此供热期夜间调峰能力不足已经成为制约风电消纳的关键因素。与此同时，北方冬季蓄热式电锅炉负荷较多，在整体负荷中也占有一定比例。因此，蓄热式电锅炉参与电力系统调峰是提升北方冬季风电消纳的有效途径之一。

蓄热式电锅炉参与电力系统调峰时，需要同时考虑调峰补偿和用电费用，在日前对次日功率曲线进行优化。外界气温与建筑室内温度强相关，因而也显著影响供热所需能量。然而，目前已有研究对蓄热式电锅炉功率曲线进行优化时，往往根据天气预报的温度作为确定性输入条件，而未考虑气温预测误差。这样的方式可能使得次日蓄热式电锅炉的实际功率曲线偏离日前上报功率曲线，无法充分发挥蓄热式电锅炉的调峰能力。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法。本发明方法能够降低环境温度不确定性对蓄热式电锅炉参与调峰的影响，充分发挥蓄热式电锅炉的调峰能力。

本发明提出一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法，其特征在于，该方法首先利用环境温度预测值和环境温度实际值的历史数据分别构建对应的经验概率分布函数，利用该函数将环境温度预测值和环境温度实际值的历史数据分别变换后，构建变换后的环境温度预测值和环境温度实际值的联合概率分布函数；利用该联合概率分布函数和次日各时段的环境温度预测值计算次日实际环境温度的经验分布；然后建立由目标函数和约束条件构成的蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化模型，对该模型的目标函数进行分布鲁棒优化后对模型求解，得到各时段蓄热式电锅参与调峰时上报功率的最优解，最终得到蓄热式电锅炉参与调峰市场的投标功率曲线，优化完毕。该方法包括以下步骤：

1)计算次日实际环境温度的经验分布；具体步骤如下：

1-1)获取环境温度预测值历史样本和对应的环境温度实际值T^env历史样本，利用该历史样本使用统计的方法分别获得的经验概率分布函数和T^env的经验概率分布函数将使用经验概率分布函数变换后环境温度预测值的对应取值记为将使用经验概率分布函数变换后T^env的对应取值记为其中将记为第i个环境温度预测值历史样本对应的变换值，将记为第i个环境温度实际值历史样本对应的变换值；

1-2)令为经步骤1-1)变换后组成的第i个历史样本组合，将任意的两个历史样本组合与构成一个样本对，其中i≠j；

判定：若该样本对满足且或满足且则该样本对为一个同序对，否则为一个异序对；

对所有历史样本组合构成的各样本对判定完毕后，计算和的Kendall秩相关系数τ，表达式如下：

其中，N_总对表示样本对总数，N_同序对和N_异序对分别表示同序对数和异序对数；