组的机组启停、火电机组出力 功率、风电场的出力功率为决策变量；以最小化风电装机容量为优化目标，优选，优化模型 如下：
[0077] 目标函数：
[0087] 其中，式（9)为可接入风电装机容量下限，为风电装机容量下限。
[0088] 可采用IL0G/CPLEX求解上述线性化模型，得到最小接入风电装机容量的 最优解 O
[0089] B :在月度规划阶段：
[0090] BOl :采用月度负荷预测数据，基于经济调度优化方法，建立求解该地区月度最大 能够接纳的风电电量以及月度最小必须接入的风电电量的数学模型；
[0091] B02:求解模型，分别得到该地区月度最大能够接纳的风电电量以及月度最小必须 接入的风电电量。
[0092] 月度最大能够接纳风电电量模型：该模型以火电机组的机组启停、火电机组出力 功率、风电场的出力功率为决策变量，以在该月度能够接纳的最大风电电量为优化目标；约 束条件包括有功功率平衡约束，火电机组出力上下限约束，火电机组爬坡约束，备用需求约 束，火电机组启停时间约束，线路潮流约束，风电装机容量约束。优选，优化模型如下：
[0093] 目标函数：
[0103] 其中，式（11)为月度风电接纳上限，为月度风电接纳容量之和上限， 为已知的电网风电场i的装机容量；NT为研究周期包含的时段数，一般而言，在月度 规划阶段，每4h取一时段，一天6时段，并乘以当月天数即是NT的数值。
[0104] 可采用IL0G/CPLEX求解上述线性化模型，得到月度风电最大接纳的最优解 为輕和。
[0105] 月度最小必须接入风电电量模型：该模型以火电机组的机组启停、火电机组出力 功率、风电场的出力功率为决策变量；以该月度最小必须接纳的风电电量为优化目标，优 选，优化模型如下：
[0106] 目标函数：
[0116] 式（13)为月度风电接入下限，为月度风电接纳容量之和下限。
[0117] 可采用IL0G/CPLEX求解上述线性化模型，得到月度风电最小必须接纳电量 KL臓的最优解为乾細《
[0118] C :在日前规划阶段：
[0119] COl :采用日前负荷预测数据、日前风电预测数据、月度火电机组启停优化结果，基 于经济调度优化方法，建立求解该地区次日最大能够接纳的风电电量以及次日最小必须接 入的风电电量的数学模型；
[0120] C02 :求解模型，分别得到该地区次日最大能够接纳的风电电量以及次日最小必须 接入的风电电量。
[0121] 次日最大能够接纳风电电量模型：该模型以火电机组的机组启停、火电机组出力 功率、风电场的出力功率为决策变量，以次日能够接纳的最大风电电量为优化目标；约束条 件包括有功功率平衡约束、火电机组出力上下限约束、火电机组爬坡约束、备用需求约束、 火电机组最小启停时间约束、线路潮流约束、风电日前预测出力约束。优选，优化模型如 下：
[0122] 目标函数：
[0131] Pwi.t^i P Wi, forecast (15)
[0132] 其中，式（14)为次日风电接纳上限，为次日风电接纳容量之和上限， 风电场i预测出力；NT为研究周期包含的时段数，一般而言，在日前规划阶段， 每15min取一时段，一天共96时段，即NT的数值为96。
[0133] 可采用IL0G/CPLEX求解上述线性化模型，得到次日风电最大接纳的最优解 U1 PuP 73 iVd.Sum O
[0134] 最小必须接入风电电量模型：该模型以火电机组的机组启停、火电机组出力功率、 风电场的出力功率为决策变量；以次日最小必须接纳的风电电量为优化目标，优选，优化模 型如下：
[0135] 目标函数：
[0144] Pwi.t^i P Wi, forecast (15)
[0145] 其中，式（16)为次日风电接纳下限，为次日风电接纳容量之和下限。
[0146] 可采用IL0G/CPLEX求解上述线性化模型，得到次日风电最小接入的最优解 为t。
[0147] 本发明能够在规划-月度-日前多阶段电网运行下，动态分析电网的风电接纳能 力，并且分析电网中各种因素对风电接纳能力的影响。以改变单一因素为原则，分别分析负 荷、火电机组最小出力、火电机组最大出力、火电机组最小启停时间、火电机组爬坡约束、电 网线路传输能力对电网风电接纳能力上下限的影响，最后得出的结论是：适当增加电网负 荷、减小火电机组最小技术出力和最小启停时间、增大火电机组最大技术出力和爬坡约束 限制、改善电网线路传输能力等，有利于电网接纳更多的风电。
[0148] 本发明在实际电网数据下开展，以机组组合和经济调度为基础，充分考虑影响电 网接纳风电的各种因素，建立了以风电出力最大为目标的优化模型，调用商业软件（IL0G/ CPLEX)中的混合整数规划算法求解，优化评估规划-月度-日前多时间段的风电接纳能力， 有助于在电网规划建设时为风电接入提供参考，提前防范大规模风电并网对电网安全运行 带来的风险，为调度人员进行发电计划制定提供指导，改善了大规模风电介入后电网的安 全性和经济性。
[0149] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术 领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法，其特征在于，包括年度 规划阶段、月度规划阶段和日前规划阶段，分别为： A:在年度规划阶段： AOl:采用地区典型负荷曲线数据，基于经济调度优化方法，建立求解该地区最大能够 接纳的风电装机容量以及最小必须接入的风电装机容量的数学模型； A02 :求解模型，分别得到该地区最大能够接纳的风电装机容量以及最小必须接入的风 电装机容量； B:在月度规划阶段： BOl:采用月度负荷预测数据，基于经济调度优化方法，建立求解该地区月度最大能够 接纳的风电电量以及月度最小必须接入的风电电量的数学模型； B02 :求解模型，分别得到该地区月度最大能够接纳的风电电量以及月度最小必须接入 的风电电量； C:在日前规划阶段： COl:采用日前负荷预测数据、日前风电预测数据、月度火电机组启停优化结果，基于经 济调度优化方法，建立求解该地区次日最大能够接纳的风电电量以及次日最小必须接入的 风电电量的数学模型； C02 :求解模型，分别得到该地区次日最大能够接纳的风电电量以及次日最小必须接入 的风电电量。2. 根据权利要求1所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法， 其特征在于，步骤AOl中，最大能够接纳的风电装机容量的模型为： 目标函数：其中：式（1)为可接纳风电装机容量上限，NT为研究周期包含的时段数，NG为系统的火 电机组台数，NW为系统的风电机组台数，Pwiit为时段t可接纳风电出力值，^为全时段 电网可接纳风电装机容量上限，Pat为火电机组i在时刻t的出力，Pwjit为风电场j在时刻 t的出力，Put为系统在时刻t的负荷需求，PllM，t为在时刻t的联络线计划，墙11为火电机 组i的最小技术出力，GT为火电机组i的最大技术出力，yu为常规机组i在时刻t的 启停机方式，ylit= 1开机，ylit= 〇停机，APJ为火电机组i的上升爬坡率限制，氣?蕾> 为火电机组i的下降爬坡率限制，h、A2为系统的负荷备用系数，IT为机组i的最小开 机时间，f为机组i的最小停机时间，C:为机组i在时段t-i的连续开机时间，#f\为 机组i在时段t-i的连续停机时间，Pflm^tS传输线1在时刻t的直流潮流，AT;为传输 线1的直流潮流限制。3.根据权利要求2所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法， 其特征在于，步骤AOl中，最小必须接入的风电装机容量的模型为： 目标函数：其中，式（9)为可接入风电装机容量下限，<1_为风电装机容量下限。4. 根据权利要求1所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法， 其特征在于，步骤BOl中，月度最大能够接纳的风电电量的模型为： 目标函数：其中，式（11)为月度风电接纳上限，環为月度风电接纳容量之和上限，尾,/_|/为 已知的电网风电场i的装机容量；NT为研究周期包含的时段数。5. 根据权利要求4所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法， 其特征在于，步骤BOl中，月度最小必须接入的风电电量的模型为： 目标函数：6.根据权利要求1所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法， 其特征在于，步骤COl中，次日最大能够接纳的风电电量的模型为：目标函数：其中，式（14)为次日风电接纳上限，为次日风电接纳容量之和上限，Pwiifm^astS风电场i预测出力；NT为研究周期包含的时段数。7. 根据权利要求6所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法， 其特征在于，步骤COl中，次日最小必须接入的风电电量的模型为： 目标函数：其中，式（16)为次日风电接纳下限，#.5_为次日风电接纳容量之和下限。8. 根据权利要求1 - 7任意一项所述的基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范 围计算方法，其特征在于，采用ILOG/CPLEX求解模型。
【专利摘要】本发明公开了基于机组组合和经济调度的多阶段风电接纳范围计算方法，包括年度规划阶段、月度规划阶段和日前规划阶段，A：在年度规划阶段：采用地区典型负荷曲线数据，基于经济调度优化方法，建立求解该地区最大能够接纳的风电装机容量以及最小必须接入的风电装机容量的数学模型；B：在月度规划阶段：采用月度负荷预测数据，基于经济调度优化方法，建立求解该地区最大能够接纳的风电电量以及最小必须接入的风电电量的数学模型；C：在日前规划阶段：采用日前负荷预测数据、日前风电预测数据、月度火电机组启停优化结果，基于经济调度优化方法，建立求解该地区次日最大能够接纳的风电电量以及次日最小必须接入的风电电量的数学模型。
【IPC分类】H02J3/38, G06Q50/06, G06Q10/04
【公开号】CN105048491
【申请号】CN201510369943
【发明人】戴则梅, 张凯锋, 张慧玲, 杨国强, 王颖, 高宗和, 陈佳星, 谢丽荣, 丁茂生, 韩红卫
【申请人】国电南瑞科技股份有限公司, 国网宁夏电力公司, 国电南瑞南京控制系统有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月29日