[发明专利]一种考虑风光平滑效应的电力系统多源调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑风光平滑效应的电力系统多源调度方法，包括：根据各天的晴空指数和各天的平均风速指数对自然年天气进行分类处理获得多个天气类别，根据外层优化调度模型获得不同天气类别下风电场并网容量系数和光伏电场并网容量系数，外层优化调度模型以风光电场联合出力波动性为目标函数；根据内层优化调度模型、风电场并网容量系数、光伏电场并网容量系数获得不同天气类别下获得安排常规机组的启停及出力。本发明为不同天气类别下风光并网提供指导性意见，能有效降低风光电场联合出力对电网的冲击。基于风电场、光伏电场并网容量，优化电力系统中的常规机组，在降低风电光伏并网对电力系统的冲击性的同时实现了电网的经济运行。

技术领域

本发明属于电力系统多源优化研究领域，更具体地，涉及一种考虑风光平滑效应的电力系统多源调度方法。

背景技术

近年来，随着可再生能源发电设备的更新换代和可再生能源并网技术的日益成熟，以风电、光伏为代表的可再生能源在全球范围内发展迅速。由21世纪可再生能源政策网(Renewable Energy Policy Network for the 21st Century,REN21)近日发布的《2017年全球可再生能源现状报告》(Renewables 2017Global Status Report,GSR)可知，2016年全球可再生能源电力新增容量达161GW，全球累计装机近2017GW，较2015年增幅约9％。其中，太阳能光伏在新增电力容量中占比最高，达47％，风电占比34％。然而，由于风电、光伏机组出力受自然因素(风速、光强等)的随机性影响，呈现较强的间歇性、随机性和波动性。如此大规模风电、光伏并网势必会给电力系统的安全运行、尤其是机组组合的安全可靠性、经济性带来严峻的挑战。如何降低可再生能源并网给电力系统带来的冲击性是亟待解决的问题。因此研究风电、光伏电场之间的平滑效应，优化不同电场的并网容量系数，使集群出力曲线更平滑降低对大电网的冲击性，保证电网安全运行，这对于电力系统多源优化运行具有重要意义。

已有研究大多关注于风电光伏电场容量优化配置以及风电场集群的平滑效应，缺少对风电场与光伏电场集群的平滑效应以及平滑效应在电力系统调度运行中的应用研究。考虑到，风电光伏的出力及集群平滑效应受天气因素影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑风光平滑效应的电力系统多源调度方法，其目的在于解决现有的电力系统多源调度方法由于未将光伏电场集群的平滑效应考虑至电力系统调度运行而导致对电力系统调度不完善的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种考虑风光平滑效应的电力系统多源调度方法，包括如下步骤：

步骤1：根据各天的晴空指数和各天的平均风速指数对自然年天气进行分类处理获得多个天气类别；

步骤2：根据外层优化调度模型获得不同天气类别下风电场并网容量系数和光伏电场并网容量系数，外层优化调度模型以不同天气类别下风光电场联合出力波动性为目标函数，外层优化调度模型约束集包括电场并网容量系数约束和可再生能源消纳率约束；

步骤3：根据内层优化调度模型、不同天气类别下风电场并网容量系数、不同天气类别下光伏电场并网容量系数获得不同天气类别下常规机组的启停状态和常规机组的出力；内层优化调度模型以常规机组调度成本为目标函数，内层优化调度模型约束集包括电力系统功率平衡约束、电力系统旋转备用约束、常规机组输出功率约束、常规机组最小开关机时间约束与常规机组爬坡约束。

优选地，步骤1中对自然年天气进行分类处理包括如下步骤：

步骤11：建立聚类目标函数，聚类目标函数为所有聚类目标子函数的和，聚类目标子函数为单天的特征向量对单个类别的隶属度与单天特征向量的映射函数同单个类别特征向量的映射函数的欧式距离的积，建立聚类目标函数约束，获得天气聚类模型；

步骤12：对天气聚类模型获采用拉格朗日乘子法获得每个天气的特征向量对单个类别的隶属度和各个类别输入空间聚类中心；