一种满足多种场景鲁棒运行的最小旋转备用调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于风力发电技术领域，更具体地，设及一种满足多种场景鲁椿运行的最 小旋转备用调度方法。
【背景技术】
[0002] 风电功率的强随机波动性给电力系统的运行调度带来极大的挑战，合理制定旋转 备用计划，对含有大规模风电电力系统的安全可靠、经济运行具有重要意义。旋转备用配置 过高，系统运行的经济性下降；配置过低，系统运行的安全性和可靠性难W保证。在现有公 开技术中，未能很好地协调好旋转备用配置的安全性和经济性该一对矛盾，且计算过程复 杂，不便于在实际运行中使用。
[0003] 在中国专利说明书CN103151803A中公开了一种含风电系统机组及备用配置的 优化方法。该方法仅针对给定的几种场景的风电出力曲线对备用进行优化配置，但该方法 未考虑如何计算满足风电场景的最小旋转备用。。
[0004] 在中国专利说明书CN103956773A中公开了一种含风电系统机组的备用配置优 化方法。该方法需要假定负荷和风电服从正态分布，导致所得的结果与实际情况偏差较大。 然而大多数情况下，风电不服从正态分布。并且该方法未考虑最小旋转备用。
[0005] 在中国专利说明书CN102832614A中公开了一种不确定性环境下发电计划的鲁 椿优化方法。但是，该方法所需的风电波动范围不易于确定，而且设及到不确定问题向确定 性问题的转换，转换过程较为复杂，不便于实际工程应用。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种满足多种场景鲁椿运行的最小 旋转备用调度方法，旨在解决现有的调度方法对风电场景的适应性差和调整范围较大甚至 不能调整、计算复杂、实用性差的问题。
[0007] 本发明提供了一种满足多种场景鲁椿运行的最小旋转备用调度方法，包括下述步 骤：
[0008] (1)建立满足多种场景鲁椿运行的最小旋转备用调度计划模型；
[0009]其中，使得系统为了应对所有风电功率场景所需配置的正、负调节量的均值最小 为目标获得所述最小旋转备用调度计划模型的目标函数；所述最小旋转备用调度计划模型 的约束条件包括系统功率平衡约束，正、负调节量限制约束，机组的运行约束，机组出力的 爬坡约束和机组的最小启停时间约束；
[0010] (2)采用优化约减场景方法生成S个场景听和场景对应的概率pS.
[0011](3)将所述S个场景、所述场景对应的概率pS代入所述目标函数及所述约束条 件中进行求解，获得一个鲁椿的机组的出力计划W及系统每个时段所需的最小正、负旋转 备用；
[001引 （4)当风电功率变化时，在出力计划的基础上，根据所述出力计划对机组的出力进 行调整，从而适应风电功率变化实现功率平衡。
[0013] 更进一步地，所述目标函数为：
【主权项】
1. 一种满足多种场景鲁棒运行的最小旋转备用调度方法，其特征在于，包括下述步 骤： (1) 建立满足多种场景鲁棒运行的最小旋转备用调度计划模型； 其中，使得系统为了应对所有风电功率场景所需配置的正、负调节量的均值最小为目 标获得所述最小旋转备用调度计划模型的目标函数；所述最小旋转备用调度计划模型的约 束条件包括系统功率平衡约束，正、负调节量限制约束，机组的运行约束，机组出力的爬坡 约束和机组的最小启停时间约束； (2) 采用优化约减场景方法生成S个场景Wts和场景对应的概率p s; (3) 将所述S个场景Wts、所述场景对应的概率？3代入所述目标函数及约束条件中进行 求解，获得一个鲁棒的机组的出力计划以及系统每个时段所需的最小正、负旋转备用； (4) 当风电功率变化时，在出力计划的基础上，根据所述出力计划对机组的出力进行调 整，从而适应风电功率变化实现功率平衡。
2. 如权利要求1所述的最小旋转备用调度方法，其特征在于，所述目标函数为：
;其中Λrts表示在第t时段系统应对风电功率场景s所需要的正调节 量；Δν,'表示在第t时段系统应对风电功率场景s所需要的负调节量；ps表示风电功率场景 S的概率；S = 1，2,…，S，S表示场景的总数目；t = 1，2,…，T，T表示时段总数； 所述系统功率平衡约束为
；Piit表示可调度机组i在第t时段 的出力；ui;t表示可调度机组i在第t时段的状态，u i;t= 1表示开机，u i;t = O表示停机；Wts 表示第s个风电功率场景在第t时段的值；PtD表示系统在第t时段的负荷；i = 1，2,…，Ne， Ne为可调度机组的台数； 所述正、负调节量限制约束分别为：
表示可调度机组i出力的上限；已表示可调度机组i出力的下限； 所述机组的运行约束为：di; 所述机组出力的爬坡约束为：Δ/f，Pi JPi t^ A-A-fPw，其 中Δ/f表示机组i在相邻时段向上爬坡出力限制；Δ/f^表示机组i在相邻时段向下爬坡出 力限制； 所述机组的最小启停时间约束为
其中，Γ表示机组i持续运行的时间； 表示机组i持续停机的时间；ΖΓ表示机组i持续运行的最小时间限制；rf表示机组i 持续停机的最小时间限制。
3. 如权利要求1所述的最小旋转备用调度方法，其特征在于，所述步骤（2)具体为： (2. 1)建立优化约减场景的模型，所述模型包括
其中，ο表示原始的场景集合；?表示约简的场景集合；〇-6表示被删减的场景集合； kl表示被删减场景序号；k2表示约简的场景序号；步和#分别表示原始的场景及其概率； MPps分别表示约简的场景及其概率；及表示原始的场景总数，左=U,…,左；S表示约简的 场景总数，s = 1, 2,…，S ; (2. 2)求解上述模型获得优化约减场景Wts及其概率p s; 其中，Wts表示第s个约简的风电功率场景在第t时段的值；p s表示第s个约简的风电 功率场景的概率。
【专利摘要】本发明公开了一种满足多种场景鲁棒运行的最小旋转备用调度方法，包括下述步骤：(1)建立满足多种场景鲁棒运行的最小旋转备用调度计划模型；(2)采用优化约减场景方法生成S个场景和场景对应的概率；(3)将S个场景、场景对应的概率代入目标函数中及约束条件中进行求解，获得一个鲁棒的机组的出力计划以及系统每个时段所需的最小正、负旋转备用；(4)当风电功率变化时，在出力计划的基础上，根据出力计划对机组的出力进行调整，从而适应风电功率变化实现功率平衡。本发明建立的模型均为确定性约束，求解简单、方便；所得的调度计划以较小的调节量满足风电功率可能出现的场景，避免了调度计划的大幅度调整，减轻运行调度人员的负担。
【IPC分类】H02J3-46
【公开号】CN104753086
【申请号】CN201510165384
【发明人】黎静华, 兰飞, 叶柳
【申请人】广西大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月9日