使含风电电网系统优化运行的抽水蓄能电站特性精确模拟方法_3

文档序号:9274515阅读:来源:国知局
示电站没有进行抽水操作,AS'),为1表示电站正在进行抽水操作;/?丨为〇表示电站没 有进行放水操作,/??为1表示电站正在进行抽水操作,在任意时刻,抽水蓄能电站只能出 现一种动作状态。
[0082] 式(4)表示当抽水蓄能电站放水发电时,其功率可以在其理论最大和最小 发电出力之间任意波动。
[0083] 式(5)中,为非负变量,表示抽水蓄能电站抽水功率;Ms胃为正整数变量,表 示抽水蓄能电站参与优化的抽水机组台数;#SP,为单台抽水机组装机容量;Wknax为正 常数,表示抽水蓄能电站抽水机组总台数。式(5)表示抽水蓄能电站抽水时,抽水机组一旦 开启,就必须处于满发状态。
[0084] 3)抽水蓄能电站库容约束
[0086] 式(6)中,1_和W^为常数,表示该抽水蓄能电站最大/最小蓄水量;Wt为正变 量,表示该抽水蓄能电站当前时刻的水量;njpn5均为常数,分别表示放水和抽水时抽水 蓄能电站水量/电量转换系数。
[0087] 4)抽水蓄能电站水量平衡约束
[0090] 式(7)中,为正变量,表示该抽水蓄能电站终止电量,其值与下一时刻的初始 电量相同,式(8)表示给抽水蓄能电站赋一个初始的水库容量值。
[0091] 其它的约束例如:机组优化功率约束、最小启停机时间约束、供热期供热机组出力 约束、启停机逻辑状态约束、机组爬坡率约束、区域间线路传输容量约束、旋转备用约束、区 域负荷平衡约束、风电功率约束和目标函数与现有技术基本相同,具体如下:
[0092] 5)机组优化功率约束用以表征某区域第j台常规机组t时刻输出功率 < 的大小, 为正相关于二进制变量$的线性函数,其数学表达式为:
[0093] PhimnPi^pJ^ -K- (9)
[0094] 式中:Pj,_,Pj,min为常数,分别表示为第j台机组的出力上限和出力下限; <是j 台机组在时段t的运行状态的二进制变量,<=〇,表示机组没有运行,<=1表示机组正在 运行;
[0095] 6)最小启停机时间约束,用以表征任意时刻,机组j在时段t只能出现启机动作状 态"或停机动作状态< 中的一种;其线性函数的数学表达式为
[0098] 式中:巧、z丨为二进制变量," =1表示机组正在启动,巧=〇表示机组不在启动状 态,Z)=l表示机组正在停机,Z;=0表示机组不在停机状态;1^为机组最小启机时间;1^啦为 机组最小停机时间;不同类型的机组启停机时间参数不同;
[0099] 7)供热期供热机组出力约束,用以表征背压式供热机组和抽气式供热机组在供热 期内的电出力和热出力的耦合关系,其约束的线性函数表征为:
[0102] 式中:p/m为背压式供热机组电出力大小,为抽气式供热机组电出力大小; Cj、CJ为供热机组热电耦合系数,表示出力下限的耦合系数,C;表示出力上限的耦合 系数;〃:为t时段热负荷大小;Pj^x, Plnlin为常数,分别表示为第j台机组的出力上限和出 力下限,de为抽气机组出力大小。
[0103] 8)启停机逻辑状态约束,用以表征机组运行状态、启机状态和停机状态应符合的 逻辑约束,用下列数学表达式表示:
[0105] 9)机组爬坡率约束,用以表征每台机组单位时间能增加或减少的出力,其数学达 式为:
[0108] 15、16公式中APj up、APj d_分别为机组j的最大上爬坡速率和下爬坡速率;
[0109] 10)区域间线路传输容量约束,用以表征区域之间线路允许传输的功率不能超过 其物理限制,其数学达式为:
[0111] 4为t时段第i条传输线的输电功率,而1^_和-L 1_分别为第i条传输线传输 容量上下限;设定电流参考方向为:流入区域为正方向,流出区域为负方向。所以4可以取 正负值,正负则代表功率传输的方向。
[0112] 11)旋转备用约束,用以表征实现系统有功功率的平衡,应有一定的备用容量。系 统的备用容量是指在系统最大负荷情况下,系统的可用电源容量大于发电负荷的部分。其 数学达式为:
[0114] 式中则表示n区域第t时段的电力负荷,Pre为正旋转备用。
[0115] 12)区域负荷平衡约束,用以表征电力系统发电功率与所用电力负荷应该实时平 衡。其数学达式为:
[0117] 财:尸:为火电机M总出力,广;触网接纳的风电功率。
[0118] 13)风电功率约束,用以表征电网接纳的风电功率应该小于其理论功率。其数学达 式为:
[0123] 式中:Zfn则表示n区域第t时段的电力负荷;Pre为正旋转备用;T为总的优化时 间断面;N为电网所有分区数。
[0124] -个验证的仿真实施例
[0125] 用上述本发明方法对某一区域的电网系统运行状况进行模拟,将区域的电网系统 分为分区域1,分区域2,分区域3三个区域。3个分区域的水平年年度风电序列、负荷出力 序列如图1、图2所示,仿真时间步长为1小时,统调机组分布情况见表1-4。区域1到区域 3的传输容量极限为1800MW ;分区域3与分区域2的传输容量极限为1500MW。系统正备用 容量为660MW。

[0138] 由表5分析可知,在制定含风电的电力系统调度运行年方案时,需考虑对抽水蓄 能电站的建模,对全网风电接纳能力改善明显,风电弃风率降低了 5. 75%,区域多接纳风电 538639MW。由于本方法是对抽水蓄能电站进行线性建模,所以对调度运行年方案计算时间 影响不大,仅增加了 〇. 3分钟。
[0139] 由图3可以看出:1)抽水蓄能电站抽水时,只要抽水机组开启,就会满出力运行; 2)在系统出现弃风时,抽水蓄能电站禁止放水发电的约束,计算结果更加符合实际系统运 行情况。
【主权项】
1. 使含风电电网系统优化运行的抽水蓄能电站特性精确模拟方法,其特征在于:包括 将所述系统弃风状态建模为相关于二进制变量的弃风状态线性函数,并基于该二进制变量 将系统内所有抽水蓄能电站的相关运行状态建模为相关于所述二进制变量的所述电站运 行状态的线性函数,两所述线性函数联合约束系统,模拟出系统在弃风状态下抽水蓄能电 站出力状态。2. 根据权利要求1所述的抽水蓄能电站特性精确模拟方法其特征在于:所述弃风状态 线性函数表征的是:t时段系统的风电理论预测功率iT4与t时段系统接纳风电功率之 差为相关于二进制变量At的线性函数,依据系统接纳风电功率的大小判断当前弃风状态。3. 根据权利要求2所述的抽水蓄能电站特性精确模拟方法其特征在于:所述弃风状态 线性函数的数学表达式为:式中:当系统出现弃风,At= 1 ;当系统未出现弃风,At= 0时;P丄为非负连续变量;/T为常数沐ps为正无穷小量。4. 根据权利要求1所述的抽水蓄能电站特性精确模拟方法其特征在于:所述电站运 行状态的线性函数至少包括电站出力状态线性函数,该电站出力状态线性函数表征的是:t 时段抽水蓄能电站发电功率为相关于二进制变量#的线性函数,当系统出现弃风时抽 水蓄能电站的出力为零,当系统未出现弃风时,抽水蓄能电站出力在理论最大发电功率和 理论最小发电功率之间。5. 根据权利要求4所
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