基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法及系统与流程

1.本技术涉及区域电源出力技术领域，尤其涉及基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法及系统。


背景技术：

2.风电和光伏受气象因素的影响，导致风电和光伏的出力具有间歇性和随机性，会对电网造成冲击，电力潮流时大时小，对于电网调控较为不利。为了解决新能源的并网问题，很重要的工作就是对新能源进行预测，才能提前进行合理的计划调度。目前新能源出力的预测是基于整个区域电网进行预测，这种预测存在偏差，导致生成的区域电源运行曲线精度较低，进而使得电网不能够安全稳定的运行。


技术实现要素：

3.本技术提供基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法及系统，以至少解决区域电源运行曲线精度较低，进而使得电网不能够安全稳定的运行的技术问题。
4.本技术第一方面实施例提出一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法，所述方法包括：
5.获取区域电网的拓扑信息，基于所述区域电网的拓扑信息将所述区域电网划分为多个聚合区域，且各聚合区域间通过联络线进行连接；
6.确定预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率；
7.将预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率代入预先建立的生产模拟运行优化模型中，对所述模型进行优化求解，得到预设时段内各聚合区域中各电源的运行曲线。
8.优选的，所述各聚合区域对应的联络线送入功率的计算式如下：
[0009][0010]
式中，p
area,y,t
为第y个聚合区域对应的t时刻联络线送入功率，p
area,y,i,t
为t时刻与第y个聚合区域相连的第i条联络线送入功率，i为与第y个聚合区域相连的联络线总数。
[0011]
进一步的，所述生产模拟运行优化模型的建立过程包括：
[0012]
以聚合区域中新能源消纳最大为目标构建目标函数；
[0013]
为所述目标函数构建风电机组出力约束、光伏机组出力约束、储能发电约束、火电机组发电约束、聚合区域各时刻出力约束和区域电网出力约束。
[0014]
进一步的，所述目标函数的计算式如下：
[0015][0016]
式中，q为聚合区域中新能源消纳值，p
wind,t,m
为聚合区域中t时刻风电机组m的出力
值，p
solar,t,g
为聚合区域中t时刻光伏机组g的出力值，m为聚合区域中风电机组的总数，g为聚合区域中光伏机组的总数,n为预设时段内的时刻总数。
[0017]
进一步的，所述风电机组出力约束的计算式如下：
[0018]
0≤p
wind,t
≤p
wind,max
[0019]
0≤|p
wind,t+1-p
wind,t
|≤p'
wind
[0020]
式中，p
wind,t
为t时刻风电机组的出力值，p
wind,max
为风电机组的装机容量，p
wind,t+1
为t+1时刻风电机组的出力值，p'
wind
为风电机组的爬坡率；
[0021]
所述光伏机组出力约束的计算式如下：
[0022]
0≤p
solar,t
≤p
solar,max
[0023]
式中，p
solar,t
为t时刻光伏机组的出力值，p
solar,max
为光伏机组的装机容量；
[0024]
所述储能发电约束的计算式如下：
[0025]
p
soc,t
＝soc
t-soc
t-1
[0026]
soc1＝socn[0027]
soc
min
≤soc
t
≤soc
max
[0028]
p
soc,min
≤p
soc,t
≤p
soc,max
[0029]
式中，p
soc,t
为t时刻储能的充放电功率值，soc
t
为t时刻储能的soc值，soc
t-1
为t-1时刻储能的soc值，soc1为初始时刻储能的soc值，socn为结束时刻储能的soc值，soc
min
为储能最大放电深度，soc
max
为储能最大充电深度，p
soc,min
为储能最小充放电功率，p
soc,max
为储能最大充放电功率；
[0030]
所述火电机组发电约束的计算式如下：
[0031]
当p
thermal,t
》0，则p
thermal,min
≤p
thermal,t
≤p
thermal,max
；
[0032]
当p
thermal,t
》0且p
thermal,t+1
》0，则p
thermal,down
≤p
thermal,t+1-p
thermal,t
≤p
thermal,up
；
[0033]
式中，p
thermal,t
为火电机组t时刻的出力值，p
thermal,t+1
为火电机组t+1时刻的出力值，p
thermal,min
为火电机组的最小技术出力，p
thermal,max
为火电机组的装机容量，p
thermal,down
为火电机组的下爬坡率，p
thermal,up
为火电机组上爬坡率；
[0034]
所述聚合区域各时刻出力约束的计算式如下：
[0035][0036]
式中，p
load,t,y,l
为聚合区域y中t时刻的负荷出力，p
thermal,t,y,r
为聚合区域y中t时刻火电机组r的出力值，p
wind,t,y,m
为聚合区域y中t时刻风电机组m的出力值，p
solar,t,y,g
为聚合区域y中t时刻光伏机组g的出力值，p
soc,t,y,s
为聚合区域y中t时刻储能s的充放电功率值，l为聚合区域中负荷总数，r为聚合区域中火电机组的总数，s为聚合区域中储能的总数；
[0037]
所述区域电网出力约束的计算式如下：
[0038]
[0039]
式中，为区域电网t时刻的出力。
[0040]
进一步的，所述各电源的运行曲线，包括：
[0041]
风电机组的运行曲线、光伏机组的运行曲线、储能的运行曲线和火电机组的运行曲线。
[0042]
本技术第二方面实施例提出一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定系统，所述系统包括：
[0043]
划分模块，用于获取区域电网的拓扑信息，基于所述区域电网的拓扑信息将所述区域电网划分为多个聚合区域，且各聚合区域间通过联络线进行连接；
[0044]
确定模块，用于确定预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率；
[0045]
求解模块，用于将预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率代入预先建立的生产模拟运行优化模型中，对所述模型进行优化求解，得到预设时段内各聚合区域中各电源的运行曲线。
[0046]
优选的，所述各聚合区域对应的联络线送入功率的计算式如下：
[0047][0048]
式中，p
area,y,t
为第y个聚合区域对应的t时刻联络线送入功率，p
area,y,i,t
为t时刻与第y个聚合区域相连的第i条联络线送入功率，i为与第y个聚合区域相连的联络线总数。
[0049]
本技术第三方面实施例提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如第一方面实施例所述的方法。
[0050]
本技术第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的方法。
[0051]
本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0052]
本技术提出了基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法及系统，所述方法包括：获取区域电网的拓扑信息，基于所述区域电网的拓扑信息将所述区域电网划分为多个聚合区域，且各聚合区域间通过联络线进行连接；确定预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率；将预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率代入预先建立的生产模拟运行优化模型中，对所述模型进行优化求解，得到预设时段内各聚合区域中各电源的运行曲线。本技术提出的技术方案，基于区域电网的拓扑信息确定聚合区域中各电源的运行曲线，提高了区域电源运行曲线的精度，进而保证区域电网安全稳定的运行。
[0053]
本技术附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0054]
本技术上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0055]
图1为根据本技术一个实施例提供的一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法的流程图；
[0056]
图2为根据本技术一个实施例提供的一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定系统的结构图。
具体实施方式
[0057]
下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0058]
本技术提出的基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法及系统，所述方法包括：获取区域电网的拓扑信息，基于所述区域电网的拓扑信息将所述区域电网划分为多个聚合区域，且各聚合区域间通过联络线进行连接；确定预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率；将预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率代入预先建立的生产模拟运行优化模型中，对所述模型进行优化求解，得到预设时段内各聚合区域中各电源的运行曲线。本技术提出的技术方案，基于区域电网的拓扑信息确定聚合区域中各电源的运行曲线，提高了区域电源运行曲线的精度，进而保证区域电网安全稳定的运行。
[0059]
下面参考附图描述本技术实施例的基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法及系统。
[0060]
实施例一
[0061]
图1为根据本技术一个实施例提供的一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
[0062]
步骤1：获取区域电网的拓扑信息，基于所述区域电网的拓扑信息将所述区域电网划分为多个聚合区域，且各聚合区域间通过联络线进行连接；
[0063]
步骤2：确定预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率；
[0064]
在本公开实施例中，所述各聚合区域对应的联络线送入功率的计算式如下：
[0065][0066]
式中，p
area,y,t
为第y个聚合区域对应的t时刻联络线送入功率，p
area,y,i,t
为t时刻与第y个聚合区域相连的第i条联络线送入功率，i为与第y个聚合区域相连的联络线总数。
[0067]
步骤3：将预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率代入预先建立的生产模拟运行优化模型中，对所述模型进行优化求解，得到预设时段内各聚合区域中各电源的运行曲线。
[0068]
在本公开实施例中，所述生产模拟运行优化模型的建立过程包括：
[0069]
以聚合区域中新能源消纳最大为目标构建目标函数；
[0070]
为所述目标函数构建风电机组出力约束、光伏机组出力约束、储能发电约束、火电机组发电约束、聚合区域各时刻出力约束和区域电网出力约束。
[0071]
进一步，所述目标函数的计算式如下：
[0072][0073]
式中，q为聚合区域中新能源消纳值，p
wind,t,m
为聚合区域中t时刻风电机组m的出力值，p
solar,t,g
为聚合区域中t时刻光伏机组g的出力值，m为聚合区域中风电机组的总数，g为聚合区域中光伏机组的总数,n为预设时段内的时刻总数。
[0074]
其中，所述风电机组出力约束的计算式如下：
[0075]
0≤p
wind,t
≤p
wind,max
[0076]
0≤|p
wind,t+1-p
wind,t
|≤p'
wind
[0077]
式中，p
wind,t
为t时刻风电机组的出力值，p
wind,max
为风电机组的装机容量，p
wind,t+1
为t+1时刻风电机组的出力值，p'
wind
为风电机组的爬坡率；
[0078]
所述光伏机组出力约束的计算式如下：
[0079]
0≤p
solar,t
≤p
solar,max
[0080]
式中，p
solar,t
为t时刻光伏机组的出力值，p
solar,max
为光伏机组的装机容量；
[0081]
所述储能发电约束的计算式如下：
[0082]
p
soc,t
＝soc
t-soc
t-1
[0083]
soc1＝socn[0084]
soc
min
≤soc
t
≤soc
max
[0085]
p
soc,min
≤p
soc,t
≤p
soc,max
[0086]
式中，p
soc,t
为t时刻储能的充放电功率值，soc
t
为t时刻储能的soc值，soc
t-1
为t-1时刻储能的soc值，soc1为初始时刻储能的soc值，socn为结束时刻储能的soc值，soc
min
为储能最大放电深度，soc
max
为储能最大充电深度，p
soc,min
为储能最小充放电功率，p
soc,max
为储能最大充放电功率；
[0087]
所述火电机组发电约束的计算式如下：
[0088]
当p
thermal,t
》0，则p
thermal,min
≤p
thermal,t
≤p
thermal,max
；
[0089]
当p
thermal,t
》0且p
thermal,t+1
》0，则p
thermal,down
≤p
thermal,t+1-p
thermal,t
≤p
thermal,up
；
[0090]
式中，p
thermal,t
为火电机组t时刻的出力值，p
thermal,t+1
为火电机组t+1时刻的出力值，p
thermal,min
为火电机组的最小技术出力，p
thermal,max
为火电机组的装机容量，p
thermal,down
为火电机组的下爬坡率，p
thermal,up
为火电机组上爬坡率；
[0091]
所述聚合区域各时刻出力约束的计算式如下：
[0092][0093]
式中，p
load,t,y,l
为聚合区域y中t时刻的负荷出力，p
thermal,t,y,r
为聚合区域y中t时刻火电机组r的出力值，p
wind,t,y,m
为聚合区域y中t时刻风电机组m的出力值，p
solar,t,y,g
为聚合区域y中t时刻光伏机组g的出力值，p
soc,t,y,s
为聚合区域y中t时刻储能s的充放电功率值，l为聚合区域中负荷总数，r为聚合区域中火电机组的总数，s为聚合区域中储能的总数；
[0094]
所述区域电网出力约束的计算式如下：
[0095][0096]
式中，为区域电网t时刻的出力。
[0097]
需要说明的是，所述各电源的运行曲线，包括：
[0098]
风电机组的运行曲线、光伏机组的运行曲线、储能的运行曲线和火电机组的运行曲线。
[0099]
综上所述，本实施例提出的一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定方法，基于区域电网的拓扑信息确定聚合区域中各电源的运行曲线，提高了区域电源运行曲线的精度，进而保证区域电网安全稳定的运行。
[0100]
实施例二
[0101]
图2为根据本技术一个实施例提供的一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定系统的结构图，如图2所示，所述系统包括：
[0102]
划分模块100，用于获取区域电网的拓扑信息，基于所述区域电网的拓扑信息将所述区域电网划分为多个聚合区域，且各聚合区域间通过联络线进行连接；
[0103]
确定模块200，用于确定预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率；
[0104]
求解模块300，用于将预设时段内各时刻的各聚合区域对应的联络线送入功率代入预先建立的生产模拟运行优化模型中，对所述模型进行优化求解，得到预设时段内各聚合区域中各电源的运行曲线。
[0105]
在本公开实施例中，所述各聚合区域对应的联络线送入功率的计算式如下：
[0106][0107]
式中，p
area,y,t
为第y个聚合区域对应的t时刻联络线送入功率，p
area,y,i,t
为t时刻与第y个聚合区域相连的第i条联络线送入功率，i为与第y个聚合区域相连的联络线总数。
[0108]
在本公开实施例中，所述生产模拟运行优化模型的建立过程包括：
[0109]
以聚合区域中新能源消纳最大为目标构建目标函数；
[0110]
为所述目标函数构建风电机组出力约束、光伏机组出力约束、储能发电约束、火电机组发电约束、聚合区域各时刻出力约束和区域电网出力约束。
[0111]
进一步的，所述目标函数的计算式如下：
[0112][0113]
式中，q为聚合区域中新能源消纳值，p
wind,t,m
为聚合区域中t时刻风电机组m的出力值，p
solar,t,g
为聚合区域中t时刻光伏机组g的出力值，m为聚合区域中风电机组的总数，g为聚合区域中光伏机组的总数,n为预设时段内的时刻总数。
[0114]
其中，所述风电机组出力约束的计算式如下：
[0115]
0≤p
wind,t
≤p
wind,max
[0116]
0≤|p
wind,t+1-p
wind,t
|≤p'
wind
[0117]
式中，p
wind,t
为t时刻风电机组的出力值，p
wind,max
为风电机组的装机容量，p
wind,t+1
为t+1时刻风电机组的出力值，p'
wind
为风电机组的爬坡率；
[0118]
所述光伏机组出力约束的计算式如下：
[0119]
0≤p
solar,t
≤p
solar,max
[0120]
式中，p
solar,t
为t时刻光伏机组的出力值，p
solar,max
为光伏机组的装机容量；
[0121]
所述储能发电约束的计算式如下：
[0122]
p
soc,t
＝soc
t-soc
t-1
[0123]
soc1＝socn[0124]
soc
min
≤soc
t
≤soc
max
[0125]
p
soc,min
≤p
soc,t
≤p
soc,max
[0126]
式中，p
soc,t
为t时刻储能的充放电功率值，soc
t
为t时刻储能的soc值，soc
t-1
为t-1时刻储能的soc值，soc1为初始时刻储能的soc值，socn为结束时刻储能的soc值，soc
min
为储能最大放电深度，soc
max
为储能最大充电深度，p
soc,min
为储能最小充放电功率，p
soc,max
为储能最大充放电功率；
[0127]
所述火电机组发电约束的计算式如下：
[0128]
当p
thermal,t
》0，则p
thermal,min
≤p
thermal,t
≤p
thermal,max
；
[0129]
当p
thermal,t
》0且p
thermal,t+1
》0，则p
thermal,down
≤p
thermal,t+1-p
thermal,t
≤p
thermal,up
；
[0130]
式中，p
thermal,t
为火电机组t时刻的出力值，p
thermal,t+1
为火电机组t+1时刻的出力值，p
thermal,min
为火电机组的最小技术出力，p
thermal,max
为火电机组的装机容量，p
thermal,down
为火电机组的下爬坡率，p
thermal,up
为火电机组上爬坡率；
[0131]
所述聚合区域各时刻出力约束的计算式如下：
[0132][0133]
式中，p
load,t,y,l
为聚合区域y中t时刻的负荷出力，p
thermal,t,y,r
为聚合区域y中t时刻火电机组r的出力值，p
wind,t,y,m
为聚合区域y中t时刻风电机组m的出力值，p
solar,t,y,g
为聚合区域y中t时刻光伏机组g的出力值，p
soc,t,y,s
为聚合区域y中t时刻储能s的充放电功率值，l为聚合区域中负荷总数，r为聚合区域中火电机组的总数，s为聚合区域中储能的总数；
[0134]
所述区域电网出力约束的计算式如下：
[0135][0136]
式中，为区域电网t时刻的出力。
[0137]
进一步的，所述各电源的运行曲线，包括：
[0138]
风电机组的运行曲线、光伏机组的运行曲线、储能的运行曲线和火电机组的运行
曲线。
[0139]
综上所述，本实施例提出的一种基于生产模拟优化的区域电源运行曲线确定系统，基于区域电网的拓扑信息确定聚合区域中各电源的运行曲线，提高了区域电源运行曲线的精度，进而保证区域电网安全稳定的运行。
[0140]
实施例三
[0141]
为了实现上述实施例，本公开还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如实施例一所述的方法。
[0142]
实施例四
[0143]
为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的方法。
[0144]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0145]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0146]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。