[发明专利]计及火电阶梯式爬坡率与新能源不确定性功率调度方法

说明书

本发明公开了本发明计及火电阶梯式爬坡率与新能源不确定性功率调度方法，通过将火电机组的变爬坡率进行阶梯化，在优化时考虑了机组变爬坡率这一特点；并提出了一种基于有界随机变量内部逼近方法对新能源不确定性的机会约束进行重构。通过算例分析可以发现，当我们以机会约束描述新能源不确定性时，所得结果产生的电量误差与成本误差均小于未考虑新能源不确定性的情况，与此同时，火电机组变爬坡率的引入，使得所得结果更加贴近于火电机组运行的实际情况。本文提出的有界随机变量内部逼近机会约束相较于几种常规的机会约束逼近而言，具有更好的鲁棒性与求解速度，同时也具有良好的误差控制。具有较高的应用价值的同时，具有节能减排的社会效益。

技术领域

本发明属于提升火电机组不确定性运行稳定性方法技术领域，具体涉及计及火电阶梯式爬坡率与新能源不确定性功率调度方法。

背景技术

可再生能源装机容量长期保持快速增长趋势，对电力系统实现高水平可再生能源消纳、系统的安全稳定运行造成了很大的挑战，风电提供清洁电能的同时，自身的波动性和间歇性等给电力系统实现供需平衡带来了巨大挑战；可再生能源普遍具有不确定性，如具有代表性的风力发电与太阳能发电，其受风速、风向、温度、太阳辐照度等影响极其显著，与传统的火电机组的运行特性有很大差别，虽然需求响应等柔性负荷参与调节以此平抑新能源波动性与不确定性的方法不断被提出，然而用户行为本身就具有高度不确定性，以分时电价为代表的价格激励措施目前还属于理论阶段，而储能系统成本高昂，适用于调节日内的小范围高频波动，可以预见在相当一段时间内，火电还会承担主要的调节角色。

高比例新能源已成为现代电力系统的突出特征，新能源发电功率的间歇性、波动性给电力系统带来显著不确定性，极大增加了电力系统安全和稳定运行的风险。新能源的不确定性对电力系统与电力市场的稳定性、充裕性及经济性的影响也日益彰显，由于电力系统中存在的测量误差、预测误差、可再生能源出力的波动、近似以及截断误差等因素会造成电力系统的负荷、发电机出力具有一定的不确定性，因此基于确定性模型的计算方法具有局限性。

发明内容

本发明的目的是提供计及火电阶梯式爬坡率与新能源不确定性功率调度方法，通过将火电机组的变爬坡率进行阶梯化，在优化时考虑了机组变爬坡率这一特点，使得所得火电机组调度结果具有更好的鲁棒性与求解速度。

本发明所采用的技术方案是，计及火电阶梯式爬坡率与新能源不确定性功率调度方法，对于包含风力发电和火电发电的电力系统，具体按照以下步骤实施：

步骤1、由风力发电功率预测风力发电功率P_wind及电力系统负荷预测数据，结合火电机组运行约束条件中，以系统最小弃风量为目标判断电力系统是否弃风，进而确定火电发电功率最大可调节曲线；

步骤2、以系统最小运行成本为目标函数建立不确定性模型；

步骤3、通过对历史风电发电功率实际值与预测值之间误差进行统计分析，得到机会约束中的所需参数，带入不确定性模型，即可得到考虑不确定性后的火电机组运行模型；

步骤4、使用MATLAB调用Gurobi求解器对考虑不确定性后的火电机组运行模型进行求解即可得到火电发电日前调度曲线。

本发明特点还在于：

步骤1具体过程为：

步骤1.1、通过对一定区域的风力发电功率进行预测，获得次日的风力发电功率P_wind及电力系统负荷预测数据；

步骤1.2、将风电发电功率P_wind看作是负的负荷，将同一时间对应的风电发电功率P_wind和电力系统负荷预测数据相加，得到多个时间点对应火电发电的等效负荷预测数据，作各个时间点对应的火电发电等效负荷随时间的变化曲线图，得到火电发电等效负荷预测曲线；