专利名称：基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法
技术领域：
本发明涉及含大规模风电的电力系统的鲁棒调度问题，特别是涉及一种基于风电出力不确定性集合的电力系统调度的技术领域。
背景技术：
电力系统调度问题是电力系统运行中最重要的决策过程之一，其目标是寻找一个调度策略将机组运行及调度费用降到最小，同时要考虑到多种实际的、不同时段的发电、传输及系统稳定性等约束。近年来，新能源发电特别是风能发电比例大幅提升，由于风电出力以现有技术还难以准确预测，其大规模接入所引起的随机、间歇变动为电力系统优化调度决策带来了重大挑战。
大规模风电接入给电力系统调度决策带来的问题核心在于严重的不确定性。传统的关于优化调度问题中处理不确定性的技术可以分为两种第一种用调度机组来应对常规负荷,用备用容量来应对系统中的不确定性,也称为备用调整方法，现被广泛应用于当前电力系统运行调度中。该方法将分析备用需求的水平作为评判标准，即系统中出现某个不确定的变化(如损失一台机组、出现一次大的风电出力波动)需要多少备用容量来补偿。这种方法一般由简单的规则而不是通过系统性的分析来确定预留备用容量，虽然在现实中易于应用，但用于应对风电不确定性却并非经济上的最优策略。另一方面，这一方面一般只确定备用总量，而难以系统地考虑备用容量在各机组的合理分配，以满足电网运行过程中的各类安全约束条件。第二种技术依靠随机优化工具。随机优化的方法在应用于大型电力系统时会存在一些局限性。首先，要获得风电出力不确定性的准确分布及参数是困难的；第二，随机优化方法得到的调度方案只能在一定概率上满足系统的安全可靠性。要得到一种可信度较高的方案通常需要生产大量的情景案例，计算效率较低，且难以保证能覆盖所有的风电出力波动情况。基于鲁棒调度方法是一种新兴的考虑电力系统中不确定性的调度方法，其关键在于为不确定因素建立一个约束集合。目前对于鲁棒调度问题的研究现多集中在算法层面，而对如何设定不确定性集合、如何选择约束条件的技术较少。传统的技术给出了一种在时间尺度上确定不确定性集合中参数的方法，但要求不确定参数的分布是对称的。现有的不确定性集合的方法均只考虑了不确定性在时间上分布的平滑性，并没有考虑风电场的地理集群效应，不确定性集合的设定过于保守，难以保证风电机组调度运行的安全性和经济性。归结起来，一个理想的描述风电出力的不确定集合应当具备以下一些特点1)能尽可能全面地覆盖风电出力的所有可能情况，以保证全面性；2)尽可能地将不太可能出现的情况剔除，以减小保守性；3)应当保证集合是全局凸的，以便于优化计算4)应当易于构造，即保证易用性
发明内容
基于此，本发明提供一种基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，解决了电力系统鲁棒调度问题中风电出力不确定性集合构造的确定难题，所构造的风电出力不确定性集合可靠性高，易于构造；模型考虑了风电出力在时间上的平滑性和空间上的平均性，能有效降低保守性，提高风电场风电出力的利用率。一种基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，包括如下步骤获取电力系统中各风电场的风电出力数据，确定风电场的风电出力的置信区间；计算风电出力不确定性的时间预计值，根据所述时间预计值确定所述风电出力的时间约束集合；计算风电出力不确定性的空间预计值，根据所述空间预计值确定所述风电出力的空间约束集合；计算所述置信区间、所述时间约束集合和所述空间约束集合的交集，得到所述风 电出力的不确定性集合；根据电力系统鲁棒调度方法及所述风电出力的不确定性集合，得到电力系统中各个机组的输出功率和启停时间。上述基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，在构建大规模风电接入的电力系统调度问题中的风电出力不确定集合时，同时考虑了风电出力在时间上的平滑性和空间上的平均性，利用本发明构造的不确定性集合能有效地降低调度决策的保守性，提高风电场风电出力的利用率，且计算过程简便易行，计算量小，具有良好的工程应用前景。
图I为本发明基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法在一实施例中的流程示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。如图I所示，是本发明基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法在一较佳实施例中的流程示意图，包括如下步骤SI I、获取电力系统中各风电场的风电出力数据，确定风电场的风电出力的置信区间。可基于所获取风电场的风电出力数据，对其风电场的风电出力进行预测，也可根据风电场风电出力历史数据进行统计计算，确定风电出力的置信区间，即风电出力可能最大值及最小值；风电出力的置信区间表示为W1jt < Wjt <w"n \fjyt ； 其中，Wjt为t时段风电场j的实际风电出力值；为t时段风电场j风电出力置信区间的下界，即风电场j风电出力的可能最小值；W;为t时段风电场j风电出力置信区间的上界，即风电场j风电出力的可能最大值。S12、计算风电出力不确定性的时间预计值，根据所述时间预计值确定所述风电出力的时间约束集合；本步骤考虑不确定性在时间上分布的平滑性构造不确定性集合，即对于单一风电场在全时段的出力给出一个时间上的约束。在一较佳实施例中，该步骤具体如下步骤A、计算风电出力的时间偏差百分数，计算公式为
权利要求
1.一种基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，其特征在于，包括如下步骤 获取电力系统中各风电场的风电出力数据，确定所述风电出力的置信区间； 计算风电出力不确定性的时间预计值，根据所述时间预计值确定所述风电出力的时间约束集合； 计算风电出力不确定性的空间预计值，根据所述空间预计值确定所述风电出力的空间约束集合； 计算所述置信区间、所述时间约束集合和所述空间约束集合的交集，得到所述风电出力的不确定性集合； 根据电力系统鲁棒调度方法及所述风电出力的不确定性集合，得到电力系统中各个机组的输出功率和启停时间。
2.根据权利要求I所述的基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，其特征在于，所述计算风电出力不确定性的时间预计值，根据所述时间预计值确定所述风电出力的时间约束集合的步骤具体包括 计算风电出力的时间偏差百分数，计算公式为
3.根据权利要求I所述的基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，其特征在于，所述计算风电出力不确定性的空间预计值，根据所述空间预计值确定所述风电出力的空间约束集合的步骤具体包括 计算风电场出力的空间偏差百分数，计算公式为
全文摘要
本发明公开一种基于风电出力不确定性集合的电力系统调度方法，包括获取电力系统中各风电场的风电出力数据，确定风电出力的置信区间；计算风电出力不确定性的时间预计值，根据时间预计值确定风电出力的时间约束集合；计算风电出力不确定性的空间预计值，根据空间预计值确定风电出力的空间约束集合；计算置信区间、时间约束集合和空间约束集合的交集，得到风电出力的不确定性集合；根据电力系统鲁棒调度方法及风电出力的不确定性集合，得到电力系统中各个机组的输出功率和启停时间。本发明解决了含大规模风电的电力系统鲁棒调度问题中，风电出力不确定性建模的难题，保证电网机组启停及调度计划的安全可靠性，有效提高风电场风电出力的利用率。
文档编号H02J3/00GK102904248SQ20121037133
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者陈亮, 马煜华, 卢恩, 梅生伟, 李嘉龙, 王一, 陈雨果, 魏韡, 王程 申请人:广东电网公司电力调度控制中心, 清华大学