考虑风电和谐消纳的电力系统中长期交易运营计划获取方法
【专利摘要】本发明提供一种考虑风电和谐消纳的电力系统中长期交易运营计划获取方法，对系统公平性的考虑通过火电机组名义发电量与火电机组名义负荷率的引入来实现，使用风电对火电机组进行名义发电量补贴的方式和火电机组最小名义发电负荷率约束方式相结合的办法实现风电的和谐消纳，并在此基础上建立考虑系统公平性的含风电接纳的电力系统中长期交易运营计划问题的数学模型，为考虑风电接纳的同时考虑系统整体公平性的中长期交易计划和运营计划的制定提供有力保障。
【专利说明】考虑风电和谐消纳的电力系统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，尤其涉及考虑系统公平性的含风电接纳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，风电的接纳使得传统电源的经济效益受到损害，甚至有可能使得传统的发电机组以很低的效率运行，引发了公平性的问题。而在中长期运营计划阶段，可以通过对风电接纳模式的研究，选择考虑系统公平情况的风电接纳模式，满足对电力系统公平性的考量。
[0003]由于风电属于依附式电源，在系统中不承担责任，在中长期计划阶段，如果发电量在各个机组之间分布过分不均，就引发了公平性的问题，严重的公平性问题可能会出现一些利益受损的电厂消极被动甚至变相抵制、影响电力系统安全稳定运行的情况。
[0004]为了促进风电“包容性”增长，推动中国能源经济健康持续的发展，在大规模风电并网消纳时，有必要做好风电优先消纳模式下所产生的经济性和公平性之间的协调。因此，中长期计划的制定需要将风电的接纳与系统的公平性统一考虑。目前电力公司在实际工作中尚没有考虑系统公平性的含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和谐消纳的电力系统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]—种考虑风电和谐消纳的电力系统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、系统的功率平衡约束、系统的火电机组名义发电负荷率约束以及系统的名义发电量补偿总额约束，优化模型的决策变量包括风电的接纳量、机组出力、启停状态变量、外送交易功率以及火电机组的名义电量补偿量；名义发电量是每个机组(火电或风电)在电网公司结算生产价格时的生产电量，名义发电负荷率是指机组(火电或风电)名义发电量与机组最大可发电量的比值；
[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:
[0012]
【权利要求】
1.一种考虑风电和谐消纳的电力系统中长期交易运营计划获取方法，其特征在于: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、系统的功率平衡约束、系统的火电机组名义发电负荷率约束以及系统的名义发电量补偿总额约束；名义发电量是每个机组在电网公司结算生产价格时的生产电量，名义发电负荷率是指机组名义发电量与机组最大可发电量的比值； 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所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统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示为:
3.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统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所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统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:
5.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述系统的火电机组名义发电负荷率约束表示为:
6.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:所述系统的名义发电量补偿总额约束表示为:
7.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统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，发电机指火电机组。
8.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统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:
9.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统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Qm， ，计划月压缩到典型周的映射系数为
10.根据权利要求1所述一种考虑风电和谐消纳的电力系统中长期交易运营计划获取方法，其特征在于:采用表征系统各发电机发电量分配的不公平度指标H定量测算系统的不公平性，H的数学表达式为:
【文档编号】G06Q10/04GK103617453SQ201310563685
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】别朝红, 吕家君, 胡国伟, 陈天恩, 耿建 申请人:西安交通大学