专利名称：一种含风电场的低碳发电调度方法
技术领域：
本发明属于电力系统运行和控制领域，特别涉及一种含风电场的低碳发电调度方法。
背景技术：
随着全球能源供应安全和气候变化问题的日趋严峻，风能作为可再生能源中成本较低、技术较成熟、可靠性较高的绿色能源，近年来发展迅速并已成为世界能源的重要组成部分。截至2010年底，我国累计风电装机容量达到44. 73GW，位居世界首位，并已规划了多个千万千瓦级大型风电基地。风电具有随机性和间歇性的特点，导致风电功率波动较大，大 规模风电并网将给传统电力系统的经济、安全运行带来新的挑战。其中，适应风电接入的电网发电调度策略是一个亟需解决的问题。国内外学者针对考虑风电接入的电力系统发电调度问题展开了初步探索，但目前还存在2个问题有待解决。首先，风电的出力具有不确定性的特点，其出力的最大值受到风电场风速的限制，而火电厂在实际运营中会受到CO2排放的限制，但在制定含风电场的电网发电计划时未考虑风电出力的不确定性和常规火电机组在发电过程中产生的CO2量的限制，从而不符合实际情况，也不能满足调度的安全性、经济性和环保性；其次，电力系统发电调度问题具有高维数、非凸、非线性、多约束的特点，很难找出理论上的最优解。
发明内容
本发明针对上述缺陷公开了一种含风电场的低碳发电调度方法，本发明的目的在于提出一种基于混沌差分进化算法的风电场低碳发电调度方法。本发明的风电场低碳发电调度方法包含两部分内容(I)建立了含风电场的低碳发电调度模型，该模型以燃煤火电机组的燃料费用最小为目标函数，在约束条件中除了考虑功率平衡约束和火电机组出力约束外，还考虑了 CO2排放约束和风电出力不确定性约束(风电机组最大出力约束)。(2)针对标准差分进化算法易陷入局部收敛和早熟的缺点，提出一种混沛差分进化算法⑶E(Chaotic Differential Evolution)对所建立的含风电场的低碳发电调度模型进行求解。一种含风电场的低碳发电调度方法包括以下步骤I)建立含风电场的低碳发电调度模型；2)使用混沌差分进化算法对所建立的含风电场的低碳发电调度模型进行求解。所述步骤I)具体包括以下步骤
iVG11)建立目标函数IninjP = Hf (f)，即以最小化燃煤机组的燃料费用作为目
i=\
标函数；F为所有燃煤机组的总燃料费用；Ne为燃煤机组的数量A为第i燃煤机组的有功出力A(Pi)为考虑阀点效应的第i燃煤机组的耗量特性；
权利要求
1.一种含风电场的低碳发电调度方法，其特征在于，它包括以下步骤 1)建立含风电场的低碳发电调度模型； 2)使用混沌差分进化算法对所建立的含风电场的低碳发电调度模型进行求解。
2.根据权利要求I所述的一种含风电场的低碳发电调度方法，其特征在于，所述步骤I)具体包括以下步骤 iVG 11)建立目标函数IninjP= Hf (f)，即以最小化燃煤机组的燃料费用作为目标函i=\数疋为所有燃煤机组的总燃料费用；Ne为燃煤机组的数量A为第i燃煤机组的有功出力；Fi(Pi)为考虑阀点效应的第i燃煤机组的耗量特性； F1(P1) = Ch +# +M2+1 ^ Sinifl(Prmni-Pl)) I 式中，a,,匕、Ci为第i燃煤机组的三个燃料成本系数，e,和&为第i燃煤机组的两个阀点效应系数Tmimi为第i燃煤机组的有功出力下限； 12)建立第一不等式约束 f___>v 2Hn^Fr I ^VjV^ pd+pl~2J- γ, “ Wr-Vjv4 ⑷ Vr-VaIV 上式中，Pd为电力系统负荷需求；Ρ^为电力系统网损，Vnl为风电场的平均风速；Vd、'和V。。分别为每个风电机组的切入风速、额定风速和切出风速；Wft为风电场额定出力；p为满足电力系统负荷需求的置信水平； NG 13)建立第二不等式约束五=Ha1+P1P1 + 7^)< Elimit，该不等式约束为CO2排放 1=1约束，该不等式约束中，E为电力系统CO2排放总量；a i、1和Yi为第i燃煤机组的三个CO2排放量特性系数；Eliniit为电力系统CO2排放限值； 14)建立第三不等式约束Pmimi^ Pi ^ Pmaxii,该不等式约束为风电机组出力约束，该不等式约束中，Pmaxii为第i燃煤机组的有功出力上限；i取I-Nc ； 15)建立第四不等式约束O( Wtj ( Wrj 从风电场获得第j风电机组的额定功率W _，W 为第j风电机组的有功出力；j取1_NW，NwS风电机组数。
3.根据权利要求2所述的一种含风电场的低碳发电调度方法，其特征在于，所述第一不等式约束的建立过程如下 用^表示风电场的实际出力，采用概率的形式描述功率平衡约束其中，为成立的概率；
4.根据权利要求2所述的一种含风电场的低碳发电调度方法，其特征在于，所述第i燃煤机组的三个CO2排放量特性系数ai、1和Yi是根据电厂的有害气体排放监测数据采用拟合方法得出的。
5.根据权利要求I所述的一种含风电场的低碳发电调度方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤； 21)Tent映射的数学表达式为
全文摘要
本发明公开了属于电力系统运行和控制领域的一种含风电场的低碳发电调度方法。它包括以下步骤1)建立含风电场的低碳发电调度模型；2)使用混沌差分进化算法对所建立的含风电场的低碳发电调度模型进行求解。本发明的有益效果为1)更准确地反映实际风电场的情况，使基于此制定的调度方案更可靠；2)考虑CO2排放约束，从而满足环保型的要求；3)以燃煤火电机组的燃料费用最小为目标，从而保障调度的经济型。本发明的基于混沌差分进化算法的风电场低碳发电调度方法，能够很好的解决电力系统发电调度具有高维数、非凸、非线性、多约束的问题，并且能够克服标准差分进化算法易陷入局部收敛和早熟的缺点。
文档编号H02J3/00GK102646982SQ20121012790
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者刘若溪, 吴旭, 张建华, 朱星阳, 杨媛媛, 蒋程, 邱威 申请人:华北电力大学