6)機(jī)組爬坡率約束
[0075] Ρ；+1-Ρ；<ΔΡ/η;) (68)
[0076] P；-P；]<&PJJo9
[0077] 7)區(qū)域間線(xiàn)路傳輸容量約束
[0078] -L^<￡t<.L·^ (10)
[0079] 8)旋轉(zhuǎn)備用約束
[0080] 今 tM n=\ kll) J ，
[0081] Σρ_.Κ^Λη-ι +.，-:i :d.
[0082] 9)區(qū)域負(fù)荷平衡約束
[0083] (12)
[0084] 10)風(fēng)電功率約束
[0085] 0 < P；·" < P'M (13)
[0086] 式(1-13)中，g;"為非負(fù)變量，表示第η個(gè)區(qū)域t時(shí)段經(jīng)過(guò)初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配接納風(fēng) 電功率大小;T為常數(shù)，表示總的優(yōu)化時(shí)間斷面;N為常數(shù)，表示電網(wǎng)分區(qū)數(shù);Pp ax、Ppin分別 為機(jī)組j的出力上限和出力下限;I)是二進(jìn)制變量，表示第機(jī)組j在時(shí)段t的運(yùn)行狀態(tài)，"0"表 示停運(yùn)，T表示運(yùn)行；$、 z:丨分別為表示機(jī)組j在時(shí)段t啟動(dòng)、停機(jī)狀態(tài)的二進(jìn)制變量，$為 "Γ表示機(jī)組正在啟動(dòng)，為"0"表示機(jī)組不在啟動(dòng)狀態(tài)，$為"Γ表示機(jī)組正在停機(jī)，為"0"表 示機(jī)組不在停機(jī)狀態(tài);kc^koff分別表示機(jī)組的最小啟機(jī)、停機(jī)時(shí)間，反映了機(jī)組最小啟機(jī)或 停機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)度，不同類(lèi)型的機(jī)組啟停機(jī)時(shí)間參數(shù)不同；為背壓機(jī)組出力大?。粸?抽氣機(jī)組出力大??； < 為t時(shí)段熱負(fù)荷大??；C)、c丨為供熱機(jī)組熱電耦合系數(shù)；Aif、 分別為機(jī)組j的最大上爬坡速率和下爬坡速率；4為t時(shí)段第i條傳輸線(xiàn)的輸電功率，此處， 功率流動(dòng)參考方向?yàn)?流入?yún)^(qū)域?yàn)檎较?，流出區(qū)域?yàn)樨?fù)方向，因此，變量1^既可以取正值， 有可以取負(fù)值，分別表不功率的傳輸方向；Li,max和-Li, max分別為第i條傳輸線(xiàn)傳輸容量上下 限；攻第七時(shí)段所有常規(guī)機(jī)組的總功率之和;#則表示第t時(shí)段的電力負(fù)荷。Pre、N re分別為 正旋轉(zhuǎn)備用和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用；為常數(shù)，表示t時(shí)段風(fēng)電理論功率大小。Pj(t)為常規(guī)機(jī)組出 力;J為常規(guī)機(jī)組總臺(tái)數(shù)。
[0087] 然后，將上述初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配中各分區(qū)接納風(fēng)電功率時(shí)間序列和各時(shí)間斷面各 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)輸出，基于最小二乘法，將風(fēng)電進(jìn)行合理化均勻再分配（圖1中虛線(xiàn)框部分）。 其詳細(xì)模型如下所示：
[0088] 各分區(qū)風(fēng)電均勻再分配目標(biāo)函數(shù)：
[0089]
(14)
[0090]式（14)中，巧,'『為非負(fù)變量，表示t時(shí)段經(jīng)過(guò)合理均勻再分配后區(qū)域η接納風(fēng)電功 率大小。基于最小二乘法的思想，目標(biāo)函數(shù)使得各區(qū)域限電率大小趨向一致，該風(fēng)電調(diào)度方 式符合實(shí)際電力系統(tǒng)中風(fēng)電調(diào)度原則。
[0091 ]各時(shí)間斷面前后兩次分配風(fēng)電接納總量相等約束
[0092] ΣΚ^ =ΣΡ：·" (15) η=\ ?=1
[0093]式（15)使得合理化均勻再分配后各時(shí)間斷面接納風(fēng)電功率總量應(yīng)和初次線(xiàn)性?xún)?yōu) 化分配接納風(fēng)電總量保持一致，這是由于初次分配是以風(fēng)電接納能力最大作為目標(biāo)函數(shù) 的，求解的全省接納風(fēng)電總量是最優(yōu)的。此約束條件的目的是在不改變風(fēng)電接納總量的基 礎(chǔ)上，使各分區(qū)風(fēng)電接納合理。
[0094] 常規(guī)機(jī)組功率約束
[0095] Ρ^·Χ]<Ρ；<Ρ}^·Χ\ (16)
[0096] 式（16)中，xf為常數(shù)，其值為初次分配模型中求得的各機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。巧為常規(guī) 機(jī)組出力。
[0097]此外，合理均勻再分配電網(wǎng)各區(qū)域風(fēng)電接納功率的模型還應(yīng)該滿(mǎn)足以下約束： [0098]區(qū)域負(fù)荷平衡約束
[0099] P；'n =P';；I+P^"m +1； (17)
[0100] 區(qū)域間線(xiàn)路傳輸容量約束
[0101] -4_M〇18:>
[0102] 合理均勻分配風(fēng)電功率約束
[0103] <Ρ；/Γ (19>
[0104] 為了測(cè)試本發(fā)明方法的有效性，應(yīng)用具體實(shí)施例中的方法對(duì)我國(guó)東北某省含新能 源調(diào)度模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
[0105] 由于研究區(qū)域內(nèi)部分新能源送出受電網(wǎng)斷面輸送極限約束，因此，本文將該省網(wǎng) 系統(tǒng)分為區(qū)域1，區(qū)域2,區(qū)域3三個(gè)區(qū)域。3個(gè)區(qū)域的水平年年度風(fēng)電序列、負(fù)荷出力序列如 圖2-圖3所示，仿真時(shí)間步長(zhǎng)為1小時(shí)。統(tǒng)調(diào)機(jī)組分布情況見(jiàn)表1-3。區(qū)域1到區(qū)域3的傳輸容 量極限為1800MW;區(qū)域3與區(qū)域2的傳輸容量極限為1500MW。系統(tǒng)正備用容量為660MW，系統(tǒng) 負(fù)備用容量為800MW。該省供熱期為每年的10月25日至次年4月15日。圖2是我國(guó)東北某省水 平年3個(gè)區(qū)域負(fù)荷出力序列；圖3是我國(guó)東北某省水平年3個(gè)區(qū)域年度風(fēng)電序列。
[0106] 計(jì)算環(huán)境為曙光天闊服務(wù)器，系統(tǒng)配置如下：CPU為AMD Operation Processor 6212 32核，內(nèi)存為31.9GB，操作系統(tǒng)為Windows XP。
[0107] 表1實(shí)際系統(tǒng)中凝氣式機(jī)組數(shù)據(jù)表
[0110] 表2實(shí)際系統(tǒng)中抽氣式機(jī)組數(shù)據(jù)表[0111]
[0108]
[0109]
[0112]表3實(shí)際系統(tǒng)中背壓式機(jī)組數(shù)據(jù)表 ^0? ? 〇?
[0114] 采用合理化均勻再分配模型對(duì)電網(wǎng)各區(qū)域風(fēng)電接納功率進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，初次分 配和均勻再分配結(jié)果如表4所示，兩次優(yōu)化計(jì)算時(shí)間如表5所示。
[0115] 表4初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配與合理化均勻再分配計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析表
[?！?br>[0117] 表5初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配與合理化均勻再分配計(jì)算時(shí)間對(duì)比分析表
[0118]
[0119]
[0120] 由表4分析可知，只采用混合整數(shù)規(guī)劃，區(qū)域3限電率高達(dá)34.17%，區(qū)域2此時(shí)僅為 12.56%，這與實(shí)際電網(wǎng)接納情況明顯不符合，計(jì)算結(jié)果不能對(duì)各區(qū)域風(fēng)電建設(shè)情況提供指 導(dǎo)。而采用合理化均勻再分配各區(qū)域風(fēng)電接納功率模型優(yōu)化后，區(qū)域3風(fēng)電限電率從 34.17%下降到25.64%，下降了8.53個(gè)百分點(diǎn)；區(qū)域2限電率從12.56%上升到25.46%，上 升了 12.9個(gè)百分點(diǎn)。經(jīng)過(guò)本發(fā)明優(yōu)化模型調(diào)整后，全省各區(qū)域風(fēng)電接納情況(限電率)趨于 一致，符合實(shí)際電網(wǎng)各分區(qū)接納情況。
[0121] 由表5可知，本發(fā)明模型對(duì)計(jì)算時(shí)間影響不大，可以滿(mǎn)足調(diào)度人員實(shí)際使用需求。
[0122] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率的建模方法，包括以下步驟： A:建立傳統(tǒng)含風(fēng)電的電力系統(tǒng)年度計(jì)劃制定線(xiàn)性模型，并基于電力系統(tǒng)年度計(jì)劃制定 模型對(duì)各分區(qū)風(fēng)電接納功率進(jìn)行初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配，其中將各時(shí)間斷面網(wǎng)內(nèi)所有機(jī)組運(yùn)行 狀態(tài)及各時(shí)間斷面全省最大接納風(fēng)電大小值提取并輸入到合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū) 風(fēng)電接納功率模型； B:建立合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率模型，并對(duì)各分區(qū)風(fēng)電接納功率進(jìn) 行優(yōu)化，具體包括各分區(qū)風(fēng)電均勻再分配目標(biāo)函數(shù)、各時(shí)間斷面前后兩次分配風(fēng)電接納總 量相等約束、常規(guī)機(jī)組功率約束、區(qū)域負(fù)荷平衡約束、區(qū)域間線(xiàn)路傳輸容量約束、合理均勻 分配風(fēng)電功率約束。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率的建模方 法，其特征在于，還包括如下步驟:確定電力系統(tǒng)年度運(yùn)行調(diào)度計(jì)劃，其中包括各分區(qū)風(fēng)電 年度計(jì)劃的制定、各分區(qū)火電年度計(jì)劃的制定。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率的建模方 法，其特征在于，步驟A的電力系統(tǒng)年度計(jì)劃制定模型為： 初次分配目標(biāo)函數(shù)機(jī)組優(yōu)化功率約束最小啟停機(jī)時(shí)間約束供熱期供熱機(jī)組出力約束啟停機(jī)邏輯狀態(tài)約束機(jī)組爬坡率約束區(qū)域間線(xiàn)路傳輸容量約束旋轉(zhuǎn)備用約束區(qū)域負(fù)荷平衡約束風(fēng)電功率約束式（1-13)中，/T為非負(fù)變量，表示第η個(gè)區(qū)域t時(shí)段經(jīng)過(guò)初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配接納風(fēng)電功 率大小;T為常數(shù)，表示總的優(yōu)化時(shí)間斷面;N為常數(shù)，表示電網(wǎng)分區(qū)數(shù);匕,_、匕,_分別為機(jī) 組j的出力上限和出力下限；#是二進(jìn)制變量，表示第機(jī)組j在時(shí)段t的運(yùn)行狀態(tài)，"0"表示 停運(yùn)，"Γ表示運(yùn)行；#、4分別為表示機(jī)組j在時(shí)段t啟動(dòng)、停機(jī)狀態(tài)的二進(jìn)制變量，$為 "Γ表示機(jī)組正在啟動(dòng)，為"0"表示機(jī)組不在啟動(dòng)狀態(tài)，3為"Γ表示機(jī)組正在停機(jī)，為"0"表 示機(jī)組不在停機(jī)狀態(tài);kmkc^分別表示機(jī)組的最小啟機(jī)、停機(jī)時(shí)間，反映了機(jī)組最小啟機(jī)或 停機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)度，不同類(lèi)型的機(jī)組啟停機(jī)時(shí)間參數(shù)不同；為背壓機(jī)組出力大??； 為抽氣機(jī)組出力大??；巧為t時(shí)段熱負(fù)荷大小；CX為供熱機(jī)組熱電耦合系數(shù)；Δ/f、 分別為機(jī)組j的最大上爬坡速率和下爬坡速率；^為t時(shí)段第i條傳輸線(xiàn)的輸電功率， 此處，功率流動(dòng)參考方向?yàn)?流入?yún)^(qū)域?yàn)檎较颍鞒鰠^(qū)域?yàn)樨?fù)方向，因此，變量Li既可以取 正值，有可以取負(fù)值，分別表不功率的傳輸方向；Li, max和-Li, max分別為第i條傳輸線(xiàn)傳輸容 量上下限；f第t時(shí)段所有常規(guī)機(jī)組的總功率之和；，則表示第t時(shí)段的電力負(fù)荷。Pre、N re 分別為正旋轉(zhuǎn)備用和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用;J為常規(guī)機(jī)組總臺(tái)數(shù)；為常數(shù)，表示t時(shí)段風(fēng)電理論功 率大小。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率的建模方 法，其特征在于，步驟B中的合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率模型具體為： 各分區(qū)風(fēng)電均勻再分配目標(biāo)函數(shù)：上式中，為非負(fù)變量，表示t時(shí)段經(jīng)過(guò)合理均勻再分配后區(qū)域η接納風(fēng)電功率大?。?各時(shí)間斷面前后兩次分配風(fēng)電接納總量相等約束上式使得合理化均勻再分配后各時(shí)間斷面接納風(fēng)電功率總量應(yīng)和初次線(xiàn)性?xún)?yōu)化分配 接納風(fēng)電總量保持一致； 常規(guī)機(jī)組功率約束上式中，為常數(shù)，其值為初次分配模型中求得的各機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)；6為常規(guī)機(jī)組出 力； 此外，合理化均勻再分配電網(wǎng)各區(qū)域風(fēng)電接納功率的模型還應(yīng)該滿(mǎn)足以下約束： 區(qū)域負(fù)荷平衡約束區(qū)域間線(xiàn)路傳輸容量約束合理均勻分配風(fēng)電功率約束
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率的數(shù)學(xué)建模方法，屬于電力調(diào)度領(lǐng)域，包括以下步驟：A：建立傳統(tǒng)含風(fēng)電的電力系統(tǒng)年度計(jì)劃制定線(xiàn)性模型；B：建立合理化均勻再分配電網(wǎng)各分區(qū)風(fēng)電接納功率模型，并對(duì)各分區(qū)風(fēng)電接納功率進(jìn)行優(yōu)化，具體包括各分區(qū)風(fēng)電均勻再分配目標(biāo)函數(shù)、各時(shí)間斷面前后兩次分配風(fēng)電接納總量相等約束、常規(guī)機(jī)組功率約束、區(qū)域負(fù)荷平衡約束、區(qū)域間線(xiàn)路傳輸容量約束、合理均勻分配風(fēng)電功率約束。本發(fā)明優(yōu)化結(jié)果更加符合實(shí)際電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行情況，可為調(diào)度員對(duì)各分區(qū)風(fēng)電接納能力判斷分析提供最直觀的數(shù)據(jù)支持。
【IPC分類(lèi)】H02J3/46, H02J3/38
【公開(kāi)號(hào)】CN105529747
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610003998
【發(fā)明人】袁越, 曹陽(yáng), 徐蘊(yùn)岱, 吳舒鋆, 陸丹, 蔡博戎
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日