考虑新能源预测偏差的生产模拟方法、装置、设备及介质与流程

本发明属于电网调度，具体涉及一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、电力系统的运行需时刻保持供需平衡，因此调度部门规划处与经研院会周期性地滚动计算电力供需平衡情况。传统上的电力时序生产模拟软件基于确定性的机组组合(unit commitment，uc)，该计算模型能够计及机组检修、启停情况。但随着风电、光伏装机容量的增加，其随机性、间歇性和波动性对电力规划和运行产生了巨大的影响，尤其是，新能源预测出力与实际出力的偏差通常较大，会为电力平衡计算带来一定难度。因此，基于确定性uc的生产模拟方法无法满足未来高比例新能源装机容量下的电力电量平衡计算需求。

2、为解决该问题，已有技术方案主要应用基于随机规划的思想对传统时序生产模拟方法进行改善，这一方法依托于构建不同新能源出力情况及其期望的场景，然后对所有场景下的出力进行加权计算，最后将加权计算结果作为输入开展时序生产模拟计算，但这一方法受限于场景过多时计算时间过长的问题，且不同场景下的新能源出力与其对应期望准确生成也较为困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法、装置、设备及介质，以解决现有技术中受限于场景过多时计算时间过长的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一方面，提供了一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，包括如下步骤：

4、基于数据拟合的方式，确定目标区域新能源预测偏差的概率分布情况；

5、确定目标区域内火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数；

6、创建机组开停状态变量以及机组出力变量；

7、基于目标区域新能源预测偏差的概率分布情况，所述火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数，以及机组开停状态变量、机组出力变量，以最小化机组煤耗成本为目标构建优化模型，并确定所述优化模型的约束条件；

8、基于所述约束条件对所述优化模型进行求解，得到各机组出力与开停机编制计划。

9、作为本方案的进一步改进之处，所述约束条件包括：机组出力约束和电力平衡约束。

10、作为本方案的进一步改进之处，所述机组出力约束如下：

11、

12、pi(ω)＝pi-αiω

13、其中，ω是新能源出力预测偏差的概率分布，pi(ω)为机组出力，pi为不考虑新能源预测偏差下的出力，αiω是为了平衡新能源预测偏差所增加或减少的出力，为机组i的最大出力参数，为机组i的最小出力参数；αi是新能源预测偏差承担系数，0≤αi≤ui；新能源预测偏差承担系数满足ui为机组开停状态，ui＝0时，机组停机，ui＝1时，机组开启；1-ε为置信区间。

14、作为本方案的进一步改进之处，所述电力平衡约束如下：

15、

16、其中，pi为机组不考虑负荷预测偏差下的出力，pw为风电预测出力，pv为光伏预测出力，d表示地区总负荷；i∈i为所有机组的集合，i为具体机组元素，w∈w为所有风电场集合，v∈v为所有光伏场站集合，ω为目标地区风电总出力和光伏总出力预测偏差的概率分布。

17、作为本方案的进一步改进之处，所述目标地区历史出力预测偏差概率分布根据新能源历史预测出力水平曲线与实际出力曲线偏差的概率拟合进行确定。

18、作为本方案的进一步改进之处，所述以最小化机组煤耗成本为目标构建优化模型的步骤中，优化模型如下：

19、

20、其中，c0，i表示火电机组启停煤耗成本，c1，i表示火电机组运行煤耗成本的一次项系数，c2，i表示火电机组运行煤耗成本的二次项系数；pi(ω)为机组出力，ui为机组开停状态。

21、作为本方案的进一步改进之处，所述基于所述约束条件对所述优化模型进行求解的步骤，具体包括：

22、将优化模型中的概率约束条件转化为等效线性约束，将转换后的优化模型代入cplex求解器求解；

23、转换后的优化模型具体如下：

24、

25、

26、其中，pi为不考虑负荷预测偏差下的机组出力，αi是新能源预测偏差承担系数，φ-1(1-ε)为置信区间为1-ε下的新能源预测偏差概率分布的反函数，其中，为机组i的最大出力参数，为机组i的最小出力参数，ui为机组开停状态。

27、本发明的第二方面，提供了一种考虑新能源预测偏差的生产模拟装置，包括：

28、第一确定模块，用于基于数据拟合的方式，确定目标区域新能源预测偏差的概率分布情况；

29、第二确定模块，用于确定目标区域内火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数；

30、变量创建模块，用于创建机组开停状态变量以及机组出力变量；

31、模型构建模块，用于基于目标区域新能源预测偏差的概率分布情况，所述火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数，以及机组开停状态变量、机组出力变量，以最小化机组煤耗成本为目标构建优化模型，并确定所述优化模型的约束条件；

32、优化求解模块，用于基于所述约束条件对所述优化模型进行求解，得到各机组出力与开停机编制计划。

33、本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现上述的一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法。

34、本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现上述的一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法。

35、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

36、本发明提供的生产模拟方法，确定目标区域内火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数；创建机组开停状态变量以及机组出力变量；基于火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数，以及机组开停状态变量、机组出力变量，以最小化机组煤耗成本为目标构建优化模型；确定优化模型的约束条件；基于约束条件对优化模型进行求解，得到各机组出力与开停机编制计划。本方案能够在考虑风电、光伏预测偏差的基础上保证电力电量平衡，并同时最小化全系统煤耗成本，为火电、水电等传统可调节机组规划运行与投资建设做出指导，一定程度上能够更加稳健地保证用电安全。本发明提供的一种考虑新能源预测偏差的生产模拟装置、电子设备和计算机可读存储介质同样解决了背景技术部分提出的问题。

技术特征：

1.一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，所述约束条件包括：机组出力约束和电力平衡约束。

3.根据权利要求2所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，所述机组出力约束如下：

4.根据权利要求2所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，所述电力平衡约束如下：

5.根据权利要求3所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，所述目标地区历史出力预测偏差概率分布根据新能源历史预测出力水平曲线与实际出力曲线偏差的概率拟合进行确定。

6.根据权利要求1所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，所述以最小化机组煤耗成本为目标构建优化模型的步骤中，优化模型如下：

7.根据权利要求1所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法，其特征在于，所述基于所述约束条件对所述优化模型进行求解的步骤，具体包括：

8.一种考虑新能源预测偏差的生产模拟装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至7中任意一项所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的考虑新能源预测偏差的生产模拟方法。

技术总结
本发明公开了一种考虑新能源预测偏差的生产模拟方法、装置、设备及介质，本方法通过确定目标区域内火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数；创建机组开停状态变量以及机组出力变量；基于火电机组启停煤耗成本、火电机组运行煤耗成本的一次项系数和二次项系数，以及机组开停状态变量、机组出力变量，在考虑新能源预测偏差分布基础上，以最小化机组煤耗成本为目标构建优化模型；确定优化模型的约束条件，对优化模型进行求解，得到各机组出力与开停机编制计划。能够用于在新能源装机容量较高地区开展时序生产模拟计算分析，为机组开停、出力、检修计划的制定提供指导价值，保证地区电力供需平衡，用户用电安全。

技术研发人员：李煜阳,任正,窦宇宇,郑博文,李相俊,贾学翠,修晓青
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15