一种评估含大规模风电电网关口外送电交易能力的方法
【技术领域】
[0001] 本发明用于电力市场分析领域，用于评估含大规模风电电网关口外送电交易能力 的方法。
【背景技术】
[0002] 风力发电可W节省煤炭等非可再生能源，有利于环境保护和电力系统的可持续发 展；但是由于风电功率的随机性，对电能质量、系统调度、电力市场交易等都产生了一系列 的影响，相关文献也进行了大量的研究，取得不少的研究成果。但是，目前对含大规模风电 电网关口外送电交易能力的评估研究很少。我国地域广麦，资源分布不平衡，为了从更大范 围内节约资源，提高电力系统的可靠性和经济性，促进电力系统的可持续发展，外送交易电 量近年来不断增加。跨区省外送电交易有利于解决电力资源的不平衡，可W进行区域间调 峰容量的置换或紧急备用，促进电力市场的发展。随着电力市场和交易制度的逐步构建与 完善，电力交易方面的大部分理论研究集中在交易的模式、交易方法及相关算法上，而对含 大规模风电电网关口外送电交易能力的评估方法研究目前是空缺。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的：随着风电的大规模发展W及跨省跨区交易量的不断增加，评估含 大规模风电电网关口外送电交易能力对跨省跨区电力交易的充分实施与交易的顺利开展 是必不可少的。由于含有风电该一难W准确预测的随机因素，跨省跨区电力系统外送电交 易能力变成一个不确定的因素，需把经济性和可靠性进行有机结合。本方法用于评估含大 规模风电电网关口外送电交易能力的方法，促进跨省跨区间的资源优化，提高电力市场交 易的经济性和社会的用电效益。
[0004] 本发明的具体实现方案
[0005] 为了实现上述方法，具体实现方案步骤如下：
[0006] 步骤（1);提取系统信息；提取电网与发电厂的各种运行经济信息、跨省跨区交易 信息、电网物理信息；
[0007] 步骤（2):建立最小的电网购电成本期望值模型，最小的电网购电成本不是一个 确定的值，而是一个期望值，具体是；所有电网公司向各发电机组的购电总成本的期望值最 小，用数学函数表述如下：
[0008]
[000引其中，的吁）为常规机组i的报价函数，即：P (P乃=ai+b於;为发电机i 的报价系数；E[ ?]表示数学期望；Ng为参与市场的常规发电机组数；I i为常规发电机组i 的运行状态，0表示停机，1表示运行；巧''为常规发机组i的发电有功功率。
[0010] 步骤（3):建立最大的含大规模风电电网关口外送电交易能力期望值模型，关口 指某省电网或某区域电网对外送出电力电量的出口，交易能力指关口某个交易时间段内送 出的电量（或功率），用数学函数表述如下：
[0011] max E(Pgate)
[001引其中，Pgate表示关口的交易能力。
[0013] 具体是：电力系统中所有能参与外送电交易的发电机组能送到关口的功率潮流之 和扣除关口上的本系统负荷，求最大值的期望。通过上调关口的外送电负荷大小，机组的i 的发电有功功率上升为与SS，则第i台机组参与外送电交易的出力为^ /fs-巧），因此具 体可W表示为：
[0014]
[001引其中，C康示参与外送电机组的意愿，1表示愿意参加，0表示不参加。
[0016] 步骤（4):求解关口外送电交易能力期望值。
[0017] 本发明与现有技术对比具有如下有益效果：随着风电的大规模发展W及跨省跨区 交易量的不断增加，评估含大规模风电电网关口外送电交易能力对跨省跨区电力交易的充 分实施与交易的顺利开展是必不可少的。通过电网关口外送电交易能力的评估，可W为区 域电网争取更多的外送电交易机会或者减少不必要的交易损失；可W进一步挖掘可用交易 资源，减少省间或区域间的壁垒效应；可W为发电厂参与外送电交易竞争提供合理的评估 依据；可W增加电力市场运作的透明度和公平性，提高电力市场交易的经济性和社会的用 电效益。
[001引 由于含有风电该一难W准确预测的随机因素，跨省跨区电力系统外送电交易能力 变成一个不确定的因素，需把经济性和可靠性进行有机结合。本方法考虑风电的随机性，采 用多目标机会约束规划理论建模分析，采用随机生产模拟技术与多智能体粒子群算法相结 合的方法进行优化解算。通过本评估方法，得出风电出力和可靠性水平的变化对系统购电 成本带来的影响，可W有规律可循。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的实施流程图。
【具体实施方式】
[0020] 具体的实施技术如下：
[0021] 步骤（1);提取系统信息；提取电网与发电厂的各种运行经济信息、跨省跨区交易 信息、电网物理信息，包括传统发电机组的参数、电网的参数、风电机组的参数、各发电机组 的报价等经济信息参数；并进行算法参数的设置，包括位置和速度参数。
[0022] 步骤（2):建立最小的电网购电成本期望值模型。最小的电网购电成本不是一个 确定的值，而是一个期望值，具体是；所有电网公司向各发电机组的购电总成本的期望值最 小，用数学函数表述如下：
[0023]
( 1 )
[0024] 其中，八巧―'）为常规机组i的报价函数，即；P化s) = ai+bAS 似
[0025] a。bi为发电机i的报价系数；E[ ?]表示数学期望；Ng为参与市场的常规发电机 组数；li为常规发电机组i的运行状态，0表示停机，1表示运行；吁为常规发机组i的发电 有功功率。
[0026] 步骤（3):建立最大的含大规模风电电网关口外送电交易能力期望值模型。关口 指某省电网或某区域电网对外送出电力电量的出口，交易能力指关口某个交易时间段内送 出的电量（或功率），用数学函数表述如下：
[0027] max E(PgaJ 做
[002引其中，Pgate表不关口的义易能力。
[0029] 具体是：电力系统中所有能参与外送电交易的发电机组能送到关口的功率潮流之 和扣除关口上的本系统负荷，求最大值的期望。通过上调关口的外送电负荷大小，机组的i 的发电有功功率上升为巧"，则第i台机组参与外送电交易的出力为（)，因此具 体可W表示为：
[0030]
[0031] 其中，。表示参与外送电机组的意愿，1表示愿意参加，0表示不参加。
[0032] 为了求取最小的电网购电成本期望值和求取最大的含大规模风电电网关口外送 电交易能力期望值，包括W下约束条件：
[0033] (1)系统约束，具体包括发电与负荷功率平衡要求的期望值、系统正备用功率要求 的期望值、系统负备用功率要求的期望值、发电机组允许向上最大爬坡率要求的期望值、发 电机组允许向下最大爬坡率要求的期望值、各线输电线路的输送极限要求的期望值，用数 学函数表述如下：
[0034]
[003引其中，Ni为有接负荷的母线数；^为母线j的负荷有功需求量；Pf{. ?}为{. ?}中 事件成立的概率；n 1为事先给定的约束条件的置信水平，W下类推；/f max、为常 规机组i发电功率限制的上限和下限；Pu、Pd为系统正、负旋转备用有功功率；f',"'"、cf…" 为常规机组i每分钟有功功率变化允许最大上爬坡和下爬坡速率，一般表示为额定容量的 百分比；Sk为每分钟风电机组k可能的最大出力变化情况，一般表示为风电额定容量的百 分比成t为输电线i的有功潮流，；xr为输电线i的输送极限；N,为并网的风电机组数； 巧"为随机变量，即风电机组k的有功出力。
[0036] 根据风电出力与风速的关系，其出力可W表示为：
[0037]
[0038] 假设风速服从正态分布，则其概率满足：
[0039]
(7)
[0040] 式中，v、Vt、V。i、V。。及Pt分别为风机的实际风速、额定风速、切入风速、切出风速W 及风机额定功率；y为平均风速；0为标准差。
[0041] (2)机组出力约