CN110311425A - 考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，属于电力系统运行与控制领域。本发明提出在新能源并网有功实时控制中考虑常规机组调峰辅助服务报价因素，以新能源场站限电损失最小和常规机组调峰辅助服务代价最小为目标函数，建立考虑多源协同有功控制所涉及的安全稳定、常规电站/机组有功调节能力等多类型约束的线性规划模型，同时根据新能源电站和常规电站/机组关联断面的安全稳定裕度对电站有功指令进行精细化调整，提高了多源协同有功控制的实用性。
Description
技术领域
本发明属于电力系统运行与控制技术领域，更准确地说，本发明涉及一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法。
背景技术
当前，能源危机和环境污染的日益加剧，可再生能源得到了较为快速的发展。随着新能源并网容量的增加，新能源自身的随机性和波动性对电力系统造成的影响变得愈加严重，电力系统调度也面临着越来越大的挑战。为促进新能源消纳，电力系统调度过程中必须计及新能源电站有功出力预测性能、新能源电站和常规机组的实时运行调节性能、经济环保性能以及安全稳定约束等因素，并考虑常规电站/机组调峰辅助服务报价的影响，实现适应调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制。
专利“一种电力市场环境下发电权交易的新能源有功控制方法”(申请号：201710307495.6)通过发电权分级控制以及基于控制区间分布的实时发电能力再分配，实现新能源场站发电权交易电量的合理执行，保证了新能源发电指标的最大化利用。但该方法中仅考虑新能源发电的增发空间对新能源电站发电权指标进行了简单分级，也没有考虑常规能源的调峰辅助服务报价对有功控制的影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，以解决现有技术中存在的对新能源电站发电权指标只进行简单分级，不考虑常规能源的调峰辅助服务报价对有功控制的影响的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，所述方法包括以下步骤：
判断当前时刻是否为待控制时刻；
根据新能源电站的实时出力和出力预测值情况，判断待控制时刻的新能源电站是否受限；
根据有深度调峰服务报价从大到小排序对各常规电站/机组进行分群，获得常规电站/机组分群；
通过求解优化模型获取新能源电站和常规电站/机组分群的优化控制指令；
根据所述优化控制指令获取常规电站/机组分群中常规电站/机组的有功控制指令，并计算有功控制指令的初始解；
判断新能源电站的各断面松弛变量的解是否大于0：若各断面松弛变量的解是大于0，当输电设备/断面的安全稳定裕度大于门槛值时，将有功控制指令的解作为新能源电站和常规电站/机组的有功指令下发；
若各断面松弛变量的解小于0，直接将有功控制指令的解作为新能源电站和常规电站/机组的有功指令下发。
进一步的，所述新能源电站是否受限的判断方法包括：
若新能源电站的出力预测值大于其实时出力且新能源电站本轮实时有功控制指令值小于预测值，则相应新能源电站受限。
进一步的，所述常规电站/机组的分群方法包括：
将所述深度调峰服务报价差值在门槛值之内且有功灵敏度在合理门槛值之内的常规电站/机组划为同一分群。
进一步的，所述常规电站/机组通过如下公式进行分群：
其中，SL为本调控中心负责过载监视输电设备和稳定断面组成的集合，CG为可控常规场站/机组集合，分别为常规电站/机组k1、k2的并网有功对SL中过载监视的输电设备/稳定断面j有功的灵敏度，a为预设的不同发电厂之间深度调峰服务报价的差异门槛值，b为预设的不同发电厂之间并网有功对过载监视的输电设备或稳定断面有功灵敏度的差异门槛值，ωcz.k为常规场站/机组k的深度调峰服务报价，为常规场站/机组k1的深度调峰服务报价，为常规场站/机组k2的深度调峰服务报价。
进一步的，所述优化模型为：
其中，C为可控新能源电站集合，ωn.i为新能源电站i的经济环保指标，Pny.i为新能源电站i的出力预测，P′nz.i为新能源电站i的有功指令，P′nz.i 为新能源电站i的指令下限，为新能源电站i的指令上限，S0.j.i为新能源电站i对断面j的在线灵敏度，S0.j.cz.k为常规场站/机组k对断面j的在线灵敏度，Ptl.j为断面j的实时有功，Ptl.j.max为断面j的限额，ζ为断面松弛惩罚系数，Psl.j为断面j的松弛变量，CG为可控常规场站/机组集合，P′cl.m为常规场站/机组分群m的有功出力，P′cz.m为常规场站/机组分群m的有功指令，P′cz.m 为常规场站/机组分群m的指令下限，为常规场站/机组分群m的指令上限，Hm为分群m中的常规场站/机组集合，P′cl.k为常规场站/机组k的有功出力，P′cz.k为常规场站/机组k的有功指令，P′cz.k 为常规场站/机组k的指令下限，为常规场站/机组k的指令上限，ωcz.m为常规场站/机组分群m的深度调峰服务报价，ωcz.k为常规场站/机组k的深度调峰服务报价，Km为分群m中常规场站/机组的总数，Hm为分群m中常规场站/机组的集合，Pc，k为常规场站/机组k的额定装机容量。
进一步的，所述有功控制指令的初始解通过如下公式获得：
其中，P′cl.k为常规场站/机组k的有功出力，P′cz.k为常规场站/机组k的有功指令，P′cl.m为常规场站/机组分群m的有功出力，P′cz.m为常规场站/机组分群m的有功指令，CG为可控常规场站/机组集合。
进一步的，所述输电设备/断面的安全稳定裕度的计算方式为：
其中，Sj为第j个监视的输电设备/断面的安全稳定裕度，Pj0为断面有功功率，PjMAX为断面限额。
进一步的，所述常规电站/机组分群等值为一个场站；所述常规电站/机组分群的并网有功指令等值为该分群各常规电站/机组指令之和；所述有功指令的上下限等值为该群各常规电站/机组指令上下限之和；所述深度调峰服务报价等值为该分群各常规电站/机组深度调峰服务报价的平均值。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
在新能源并网有功实时控制中考虑常规机组调峰辅助服务报价因素，以新能源场站限电损失最小和常规机组调峰辅助服务代价最小为目标函数，建立考虑多源协同有功控制所涉及的安全稳定、常规电站/机组有功调节能力等多类型约束的线性规划模型，同时根据新能源电站和常规电站/机组关联断面的安全稳定裕度对电站有功指令进行精细化调整，提高了多源协同有功控制的实用性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，
步骤1：设当前时刻为t0，判断当前时刻t0是否为待控制时刻。若是，则进入步骤2；否则，继续判断，直至当前时刻为需要进行风火协同有功控制的时刻，进入步骤2；
步骤2：从有功控制系统获取各新能源场站的实时出力和出力预测，进行新能源电站受限判断；判断方法如下：若存在新能源场站的预测值大于其自身的实时出力且新能源本轮实时有功控制指令值小于预测值，则相应新能源电站受限，需进行风火协同深度调峰，转入步骤3；否则，返回步骤1。
步骤3：将各常规电站/机组按照深度调峰服务报价从大到小排序并分群，分群方法如下：深度调峰服务报价差值在门槛值(通常取0.1)之内且有功灵敏度在合理门槛值(通常取0.1)之内的场站划为同一分群，进入步骤4；
对待控常规电站/机组进行分组的公式如下：
其中，SL为本调控中心负责过载监视输电设备和稳定断面组成的集合，CG为可控常规场站/机组集合，分别为常规电站/机组k1、k2的并网有功对SL中过载监视的输电设备/稳定断面j有功的灵敏度，a为预设的不同发电厂之间深度调峰服务报价的差异门槛值，b为预设的不同发电厂之间并网有功对过载监视的输电设备或稳定断面有功灵敏度的差异门槛值，为常规场站/机组k1的深度调峰服务报价，为常规场站/机组k2的深度调峰服务报价；
步骤4：将同一分群的常规电站/机组集合等值为一个场站，其并网有功指令等值为该群各常规电站/机组指令之和，指令上下限等值为该群各常规电站/机组指令上下限之和，深度调峰服务报价等值为该群各常规电站/机组深度调峰服务报价的平均值。采用线性规划方法求解优化模型，得到新能源电站和常规电站/机组的优化控制指令，进入步骤5；
其中，C为可控新能源电站集合，ωn.i为新能源电站i的经济环保指标(单位：万元/MW)，Pny.i为新能源电站i的出力预测，P′nz.i为新能源电站i的有功指令，P′nz.i 为新能源电站i的指令下限，为新能源电站i的指令上限，S0.j.i为新能源电站i对断面j的在线灵敏度，S0.j.cz.k为常规场站/机组k对断面j的在线灵敏度，Ptl.j为断面j的实时有功，Ptl.j.max为断面j的限额，ζ为断面松弛惩罚系数，Psl.j为断面j的松弛变量，CG为可控常规场站/机组集合，P′cl.m为常规场站/机组分群m的有功出力，P′cz.m为常规场站/机组分群m的有功指令，P′cz.m 为常规场站/机组分群m的指令下限，为常规场站/机组分群m的指令上限，Hm为分群m中的常规场站/机组集合，P′cl.k为常规场站/机组k的有功出力，P′cz.k为常规场站/机组k的有功指令，P′cz.k 为常规场站/机组k的指令下限，为常规场站/机组k的指令上限，Hm为分群m中常规场站/机组的集合，Pc，k为常规场站/机组k的额定装机容量，ωcz.m为常规场站/机组分群m的深度调峰服务报价(单位：万元/MW)，其表达式为：
式中，ωcz.k为常规场站/机组k的深度调峰服务报价(单位：万元/MW)，Km为分群m中常规场站/机组的总数。
步骤5：同一组/群内各常规电站/机组按装机容量等比例分配本组/群的功率下调量，进而计算常规电站/机组有功控制指令初始解，进入步骤6；
步骤6：结合新能源电站、常规电厂/机组的有功控制指令，计算电网监视的输电设备/断面的安全稳定裕度，如式(5)，并判断是否存在输电设备/断面j松弛变量的解大于0；
第j个监视的输电设备/断面的安全稳定裕度Sj的计算方式为：
其中，Pj0为断面有功功率，PjMAX为断面限额；
若不存在判断求出的解控后相关的所有输电设备/断面是否满足式(6)。若新能源电站、常规发电厂/机组的实时有功指令解满足式(6)，且新能源电站i关联所有输电设备/断面的安全稳定裕度大于门槛值μyj，1，则调整新能源电站i的实时有功指令下限为解调整上限为最大出力限额Pnz.max.i，如式(7)，返回步骤4；否则将所得解作为新能源电站和常规发电厂/机组的有功指令下发，结束本方法；
P0 nz.i≤P′nz.i≤Pnz.max.i i∈C (7)
其中，ρtl为监视的输电设备/断面限额的门槛系数。
若存在当输电设备/断面j的安全稳定裕度大于门槛值μyj，2(μyj，2＜0＜μyj，1)，将所述有功控制指令的解作为新能源电站和常规发电厂/机组的有功指令下发，结束本方法；否则直接输出告警信息，结束本方法。
其中，μyj，2、μyj，1为监视的输电设备/断面的安全稳定裕度满足电网调度安全要求的范围门槛系数，通常经验性取值为-0.05，0.05。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (8)
1.一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
判断当前时刻是否为待控制时刻；
根据新能源电站的实时出力和出力预测值情况，判断待控制时刻的新能源电站是否受限；
根据有深度调峰服务报价从大到小排序对各常规电站/机组进行分群，获得常规电站/机组分群；
通过求解优化模型获取新能源电站和常规电站/机组分群的优化控制指令；
根据所述优化控制指令获取常规电站/机组分群中常规电站/机组的有功控制指令，并计算有功控制指令的初始解；
判断新能源电站的各断面松弛变量的解是否大于0：若各断面松弛变量的解是大于0，当输电设备/断面的安全稳定裕度大于门槛值时，将有功控制指令的解作为新能源电站和常规电站/机组的有功指令下发；
若各断面松弛变量的解小于0，直接将有功控制指令的解作为新能源电站和常规电站/机组的有功指令下发。
2.根据权利要求1所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述新能源电站是否受限的判断方法包括：
若新能源电站的出力预测值大于其实时出力且新能源电站本轮实时有功控制指令值小于预测值，则相应新能源电站受限。
3.根据权利要求1所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述常规电站/机组的分群方法包括：
将所述深度调峰服务报价差值在门槛值之内且有功灵敏度在合理门槛值之内的常规电站/机组划为同一分群。
4.根据权利要求3所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述常规电站/机组通过如下公式进行分群：
其中，SL为本调控中心负责过载监视输电设备和稳定断面组成的集合，CG为可控常规场站/机组集合，分别为常规电站/机组k1、k2的并网有功对SL中过载监视的输电设备/稳定断面j有功的灵敏度，a为预设的不同发电厂之间深度调峰服务报价的差异门槛值，b为预设的不同发电厂之间并网有功对过载监视的输电设备或稳定断面有功灵敏度的差异门槛值，ωcz.k为常规场站/机组k的深度调峰服务报价，为常规场站/机组k1的深度调峰服务报价，为常规场站/机组k2的深度调峰服务报价。
5.根据权利要求1所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述优化模型为：
其中，C为可控新能源电站集合，ωn.i为新能源电站i的经济环保指标，Pny.i为新能源电站i的出力预测，P′nz.i为新能源电站i的有功指令，P′nz.i 为新能源电站i的指令下限，为新能源电站i的指令上限，S0.j.i为新能源电站i对断面j的在线灵敏度，S0.j.cz.k为常规场站/机组k对断面j的在线灵敏度，Ptl.j为断面j的实时有功，Ptl.j.max为断面j的限额，ζ为断面松弛惩罚系数，Psl.j为断面j的松弛变量，CG为可控常规场站/机组集合，P′cl.m为常规场站/机组分群m的有功出力，P′cz.m为常规场站/机组分群m的有功指令，P′cz.m 为常规场站/机组分群m的指令下限，为常规场站/机组分群m的指令上限，Hm为分群m中的常规场站/机组集合，P′cl.k为常规场站/机组k的有功出力，P′cz.k为常规场站/机组k的有功指令，P′cz.k 为常规场站/机组k的指令下限，为常规场站/机组k的指令上限，ωcz.m为常规场站/机组分群m的深度调峰服务报价，ωcz.k为常规场站/机组k的深度调峰服务报价，Km为分群m中常规场站/机组的总数，Hm为分群m中常规场站/机组的集合，Pc,k为常规场站/机组k的额定装机容量。
6.根据权利要求1所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述有功控制指令的初始解通过如下公式获得：
其中，P′cl.k为常规场站/机组k的有功出力，P′cz.k为常规场站/机组k的有功指令，P′cl.m为常规场站/机组分群m的有功出力，P′cz.m为常规场站/机组分群m的有功指令，CG为可控常规场站/机组集合。
7.根据权利要求1所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述输电设备/断面的安全稳定裕度的计算方式为：
其中，Sj为第j个监视的输电设备/断面的安全稳定裕度，Pj0为断面有功功率，PjMAX为断面限额。
8.根据权利要求1所述的一种考虑调峰辅助服务报价的风火深调电力优化控制方法，其特征在于，所述常规电站/机组分群等值为一个场站；所述常规电站/机组分群的并网有功指令等值为该分群各常规电站/机组指令之和；所述有功指令的上下限等值为该群各常规电站/机组指令上下限之和；所述深度调峰服务报价等值为该分群各常规电站/机组深度调峰服务报价的平均值。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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