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【发明公布】风电高占比电网电量双轨制下计及机组调整公平的三公调度策略_大连理工大学_201910925875.5 

申请/专利权人:大连理工大学

申请日:2019-09-27

公开(公告)日:2020-01-07

公开(公告)号:CN110659837A

主分类号:G06Q10/06(20120101)

分类号:G06Q10/06(20120101);G06Q50/06(20120101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.03.31#授权;2020.02.04#实质审查的生效;2020.01.07#公开

摘要:本发明公开了一种风电高占比电网电量双轨制下计及机组调整公平的三公调度策略,包括以下步骤:S1:建立常规短期发电计划模型,针对常规短期发电计划模型进行缺项分析;S2:对常规模型进行缺项进行改进:为保证风电的消纳并尽可能的促进直接交易合同的执行,在约束条件中引入风电出力约束与可削减合同约束;在目标函数中引入弃风惩罚项与合同削减惩罚;S3:加入浅度调峰公平性约束:采用基尼系数与轮换制两种公平性约束,并设计两种方式下保证浅度调峰公平性的机组调整机制。本发明在已有发电计划模型的基础上增加了对市场部分与大规模风电出力部分的考虑,能够保证系统中各机组参与运行调整浅度调峰部分的相对公平。

主权项:1.一种风电高占比电网电量双轨制下计及机组调整公平的三公调度策略,其特征在于,包括以下步骤:第一步,建立常规短期发电计划模型,所述常规短期发电计划模型包括目标函数与约束条件两部分;其中,目标函数为系统发电总煤耗成本最小或系统发电总收益最大;约束条件包括系统的功率平衡约束、旋转备用约束、由原动机确定的发电机组的有功出力约束、机组的爬坡速率约束和最小启停时间约束;第二步,对第一步建立的常规短期发电计划模型发电计划模型进行缺项分析,改进已有模型;S21:为保证风电的消纳并尽可能的促进直接交易合同的执行,保证风电消纳,在目标函数中引入弃风惩罚项同时,为尽可能促进直接交易合同的执行,在目标函数中引入合同削减惩罚项在惩罚因子取值时使弃风惩罚因子大于直接交易合同削减惩罚因子以保证风电全额消纳;改进后的含电能直接交易的风电消纳短期发电计划模型以总收益最高为优化目标,用以下公式表示: 式中:W为发电厂的总收益;N为机组总数;i表示第i台机组i=1,2,…,N;T为调度周期内的时刻总数;t表示第t时刻t=1,2,…,T;分别为第t时刻的上网电价和直购电价;Pi,t、Zi,t分别为第i台机组在第t时刻输出的非直购功率和直购功率;分别为第i台机组在第t时刻的燃料成本、启动成本和停机成本;DZi为第i台机组在调度周期内的直购电合同削减量;分别为第t时刻的风电出力和风电预测出力;λDZ、λw分别为直购电合同削减的惩罚因子和弃风的惩罚因子;S22:在约束条件中,将原有约束中的计划出力拓展为计划出力Pi,t与直接交易出力Zi,t两部分,负荷部分等效负荷要扣除风电出力部分;并且,在约束条件中引入风电出力约束与可削减合同约束,作为新的约束以对应风电及市场部分,用以下公式表示:直接交易合同约束:式中:Zi为第i台机组在调度周期内的直购电合同签订量;DZi为第i台机组在调度周期内的直接交易合同削减量;风电出力约束:式中:分别为第t时刻的风电出力和风电预测出力;第三步,在第二步所得模型的基础上继续加入浅度调峰公平性约束,采用基尼系数与轮换制两种公平性约束方式,并设计两种方式下保证浅度调峰公平性的机组调整机制:方式一为全部机组参与调整,采用基尼系数以软约束的方式保障各机组调整量相对公平;具体为:在第二步所得模型的基础上继续加入浅度调峰公平性约束,浅度调峰公平性方案采用基尼系数以软约束的方式保障各机组调整量相对公平,用以下公式表示:无替换的基尼平均差公式:基尼系数:移项化简得最终公平性约束表达式:式中,Δ是基尼平均差,Xi-Xj是任何一对样本差的绝对值,在本模型中表示各机组基尼得分;n是样本容量,在本模型中表示机组数;u是样本均值;G=Δ2u,0≤G≤1;G0为实际使用约束时基尼系数的取值;常规尼系数需要类比于收入设计参与短期发电计划的各机组浅度调峰得分机制;厂用电率与理想线性升降的厂用电率呈现一定差值,将此差值进行拟合,得到了系统中各机组随负荷率变化而对应的厂用电率差值拟合曲线,将其作成各机组浅度调峰调整得分函数表;计算厂用电引起的基尼得分差值公式如下所示:Xi=Pi[Li+ΔLi-Ll]式中,Xi是各机组基尼得分,Pi是各机组当前出力,Li是各机组厂用电率,ΔLi是各机组厂用电率随负荷率变化率,Ll是各机组理想出力厂用电率;采用下述公式对浅度调峰进行超过百分之十的阶跃调整修正,计算浅度调峰修正得分公式如下式所示: ΔXi=Siλj式中,Si是各机组单次阶跃寿命损耗,SLi是各机组启停寿命损耗率,是各机组单次启停成本,Wzi是各机组总启停次数,WJi是各机组负荷阶跃变化次数,ΔXi是各机组浅度调峰得分修正量,λi是尖峰上网电价;由于机组参数中已知单次启停费用,进而根据单次启停成本,启停次数与相应总寿命损耗,计算出负荷阶跃一定次数的总损耗与单次损耗,将损耗除以机组上网电价与前述函数系数单位统一;方式二为轮换制,既部分机组参与调整,在一定的时间尺度内部分机组出力值相对稳定,其他机组参与调整;具体为:浅度调峰公平性方案采用方式二轮换制方式,在一定的时间尺度内部分机组出力值相对稳定,其他机组参与调整;在系统实际运行中,为全额消纳风电出力,在风电大发期应使得所有机组都参与调整以保障相对公平并增大系统调峰空间;风电出力有夜间多发的特点,因此不参与本次调整机组实际稳定出力时间段应为去除两端夜间风电出力后的中间部分;对于稳定出力的值,应视所处地区风电装机规模与实际风电并网出力大小而定,并应取的尽量靠近各机组最大容量,使系统运行在最佳工作点。

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百度查询: 大连理工大学 风电高占比电网电量双轨制下计及机组调整公平的三公调度策略

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