一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法
【专利摘要】本发明公开了一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，该方法以电力公司进行中长期交易计划和运营计划为背景，针对需要大规模接纳风电的现实问题，建立了交易运营一体化数学模型，优化的目标函数是系统总运行成本最小和风电消纳最大，约束条件包括电网运行的安全约束和发电机运行的物理约束，为了降低模型的求解维度，提出了计划尺度的压缩和映射技术，将中长期计划时间尺度压缩到典型周时间尺度，先通过优化计算得到典型周的计划，再由映射关系形成所需要的中长期时间尺度的计划，可以帮助需要大规模消纳风电的电力公司制定中长期交易计划和运营计划，提高决策的科学性和有效性，有助于提高风电的接纳水平，降低电能的生产成本。
【专利说明】—种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力公司的中长期决策计划领域，尤其涉及考虑风电的中长期交易计划和运营计划的制定。
【背景技术】
[0002]在日前及实时运行阶段，由于可调节资源有限，为满足电网安全运行的备用要求，难以保障风电的全额消纳。而在中长期运营计划阶段，拥有更多的优化配置手段，可以通过对不同时间周期上多种类发电资源与输电资源的协调与优化，提升清洁能源的接纳水平。另一方面，对于电能供应大于电能需求的地区，短期内大幅提升地区内的负荷需求不现实，将地区内的富余电能通过交易手段，外送到区外进行消纳是当前改善供需不平衡的最现实也是最有效的方法。
[0003]目前国内外对于考虑风电接纳的研究，主要集中在电力系统运营计划的研究，尤其是电力系统的短期运营计划，较少涉及到中长期的运营计划，中长期的交易计划方面，关于风电接纳的研究尚未见报道。区别于电力系统短期计划，中长期计划时间尺度一般为月、季或年，中长期计划不是简单地将短期计划问题进行时间尺度上的延展，关键在于研究的兴趣不同，中长期计划并不在于直接服务于实际的生产计划，因为在较长的时间尺度下，许多因素是不确定的，比如负荷需求，风电出力等等。中长期计划问题更主要地是分析系统中投资、政策、市场等因素的改变所产生的影响，通过方案分析帮助指导策略的制定，同时也对未来的短期计划有一定地参考作用。交易计划一般以供需双方签订合同电量的方式实现交易，合同电量是双方根据自己的供需预测确定的，签订交易电量的总额和价格，但是如何确保签订的合同电量在运营阶段有效实施一直以来是一个难点。
[0004]由于风电具有不确定性和反调峰特性，如果不把系统的交易计划和运营计划进行统筹考虑，将直接导致制定的交易计划在实际运营阶段不可行，需要实时调整，失去交易计划制定的意义，此外也将导致电能的生产成本升高。因此中长期计划的制定需要将该地区电量外送交易计划和地区内运营计划相结合进行统一考虑。目前电力公司在实际工作中尚没有考虑风电接纳的中长期交易运营计划决策的数学模型。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。
[0007]—种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，包括以下步骤:
[0008]第一步，建立多目标的优化模型，优化模型的第一个目标函数是系统的总运行费用最小，优化模型的第二个目标函数是风电接纳量最大，风电接纳量用系统在每时段接纳的风电功率表示，优化模型的约束条件包括系统的备用容量约束、系统外送交易电量合同约束、外送电量交易方式约束以及系统的功率平衡约束，优化模型的决策变量包括风电的接纳量、机组出力和启停状态变量以及外送交易功率；[0009]第二步，通过将系统风电接纳量最大转化为系统弃风成本最小实现所述第一个目标函数与第二个目标函数的协调，得到新的目标函数；
[0010]第三步，在约束条件下，根据典型周的数据由所述新的目标函数求解得到典型周的计划，利用典型周的计划映射得到月计划，典型周的数据是每个月的任意周的负荷值或将每个月各周对应时段的负荷值取平均。
[0011]所述系统的备用各量约束表不为:
【权利要求】
1.一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:该运营计划获取方法包括以下步骤: 第一步，建立多目标的优化模型，优化模型的第一个目标函数是系统的总运行费用最小，优化模型的第二个目标函数是风电接纳量最大，风电接纳量用系统在每时段接纳的风电功率表示，优化模型的约束条件包括系统的备用容量约束、系统外送交易电量合同约束、外送电量交易方式约束以及系统的功率平衡约束； 第二步，通过将系统风电接纳量最大转化为系统弃风成本最小实现所述第一个目标函数与第二个目标函数的协调，得到新的目标函数； 第三步，在约束条件下，根据典型周的数据由所述新的目标函数求解得到典型周的计划，利用典型周的计划映射得到月计划，典型周的数据是每个月的任意周的负荷值或将每个月各周对应时段的负荷值取平均。
2.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述系统的备用容量约束表不为:
3.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述系统外送交易电量合同约束表示为:
4.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述外送电量交易方式约束表示为:
5.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述系统的功率平衡约束表示为:
6.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述优化模型的约束条件还包括发电机出力上下限约束、发电机最小连续启停时间约束、发电机的电量约束以及线路的输电容量约束。
7.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述新的目标函数表示为:
8.根据权利要求1所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述利用典型周的计划映射得到月计划的具体方法为:假设典型周总电量为Qw，_，典型周所在计划月的总电量为Qmi_，计划月压缩到典型周的映射系数为
9.根据权利要求7所述一种考虑风电接纳的中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述运营计划获取方法还包括以下步骤:计划尺度为季度或年度时，将季度或年度对应的各个月的月计划结果累加。
【文档编号】H02J3/00GK103633641SQ201310539274
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】别朝红, 胡国伟, 吕家君, 刘瑞峰, 薛必克 申请人:西安交通大学