[发明专利]一种大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法

权利要求书

1.一种考虑跨区直流调峰的大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法，其特征在于，所述调峰控制方法包括以下步骤：

S1：建立考虑跨区直流调峰的送端系统调峰目标函数；

S2：建立发电-负荷功率平衡、风光机组出力波动、跨区直流调峰、水火电机组调峰、送端系统功率外送的约束条件；

S3：计算确定直流输送功率、风光机组出力、水火电机组出力的日前出力计划并输出计划曲线。

2.根据权利要求1所述的一种考虑跨区直流调峰的大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：

S101：确定各类发电机组的启停成本、发电成本，各类风光机组的弃风惩罚成本；

S102：确定直流调峰的调整成本；

S103：建立考虑跨区直流调峰的送端系统调峰目标函数。

3.根据权利要求1所述的一种考虑跨区直流调峰的大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：

S201：建立发电-负荷功率平衡的等式约束条件；

S202：建立风光机组出力波动、系统旋转备用容量、跨区直流调峰、水火电机组调峰、送端系统功率交流线路外送的不等式约束条件。

4.根据权利要求1所述的一种考虑跨区直流调峰的大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法，其特征在于，所述S3包括以下步骤：

S301：计算确定直流输送功率、风光机组出力、水火电机组出力的日前出力计划；

S302：输出直流输送功率、风光机组出力、水火电机组出力的日前出力计划曲线。

5.根据权利要求2所述的一种考虑跨区直流调峰的大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：

S101：确定各类发电机组的启停成本、发电成本，各类风光机组的弃电惩罚成本；

设F_t为机组从t-1时刻开始到t时刻的发电成本总和，则

其中N为系统中所有发电机组的数量，k_Gi为第i台机组发出单位电量所需的费用，E_Gi(t)为第i台机组从t-1时刻开始到t时刻所发出的总电量；

设S_t为常规机组从t-1时刻开始到t时刻的启停成本，则

其中M为系统中常规发电机组的数量；k_MQi和k_MTi分别为第i台机组启动一次和停机一次的费用；u_Mi(t)为第i台常规机组在t时刻的开关状态，机组启动时等于1，机组停机时等于0；

设Q_t为从t-1时刻开始到t时刻的弃风惩罚成本总和，则

其中W为系统中所有风光机组的数量，k_W为单位弃电量的惩罚费用，E_Wi(t)为第i台风电机组从t-1时刻开始到t时刻的弃风电量；

S102：确定直流调峰的调整成本；

设Z_t为直流线路从t-1时刻开始到t时刻的调整成本总和，则

其中D为直流总条数；k_Zi(t)为第i条直流在t时段的调整成本因子，随直流调整量ΔE_Zi(t)的增大分段线性递增，如图2所示；ΔE_Zi(t)为第i条直流在t时段的直流调整量；

S103：建立考虑跨区直流调峰的送端系统调峰目标函数；

调峰的目标是在研究周期内系统的运行费用最小，因此，目标函数可以表示为：

6.根据权利要求3所述的一种考虑跨区直流调峰的大规模风光电特高压交直流送端系统调峰控制方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：

S201：建立发电-负荷功率平衡的等式约束条件；

系统每一时刻都必须保证功率的平衡，所有机组出力以及通过直流线路和交流线路送出的功率要等于当前时刻系统内的总负荷；

其中，P_Gi(t)为t时刻第i台机组的有功出力，P_Dj(t)为t时刻本地电力系统通过第j条直流输电线路向外输送的有功功率，P_Ak(t)为t时刻本地电力系统通过第k条交流输电线路向外输送的有功功率，A为本地电力系统与外部电力系统存在功率交换的交流输电线路总条数，P_L(t)为t时刻系统的总负荷；

S202：建立风光机组出力波动、系统旋转备用容量、跨区直流调峰、水火电机组调峰、送端系统功率交流线路外送的不等式约束条件；

风光机组出力波动约束：

0≤P_Wi(t)≤P_Wimax(t)

风光机组出力在t时刻出力不能大于最大可能出力；其中，P_Wi(t)为t时刻第i台风光机组的有功出力，P_Wimax(t)为t时刻第i台风光机组的最大可能出力；

系统旋转备用容量约束：

其中，P_Mimax和P_Mimin分别为第i台常规机组的出力上限和出力下限，P_Mi(t)为第i台常规机组的出力，P_RZ、P_RF分别为系统预留的正旋转备用容量和负旋转备用容量；

跨区直流调峰约束：

其中，P_Zi(t)为t时刻系统内第i条直流线路的传输功率，满足P_Zi(t)＝P_Zi0(t)+ΔE_Zi(t)，P_Zi0(t)为电力调度机构根据电能交易结果编制的第i条直流线路在t时刻的初始计划，ΔE_Zi(t)为直流调整量；U_Zi为第i条直流线路的最大调节速率；t_zi为第i条直流线路的调节间隔时间，要求直流线路在每t_zi时段内，最多调节1次，以保持直流计划的稳定；E_Zimax和E_Zimin分别为第i条直流线路在计划周期T内的最大、最小交易电量，计划周期内直流总送出电量应在市场交易合同约定范围内；H(t)为t时段的时长；P_Simax和P_Simin分别为直流受端电网接纳直流线路i的功率的安全上、下限；

水火电机组调峰约束：

其中，U_Mi为第i台常规机组的最大爬坡率；sgn为符号函数；P_Hi(τ)为第i台火电机组的出力；t_ei为第i台常规机组的调节间隔时间，要求常规机组在每t_ei时段内，最多调节1次，这是因为火电机组的锅炉进行开停机状态的转变时，需要较长的时间来改变设备温度；

送端系统功率交流线路外送约束：

P_li(t)≤P_limax,i＝1,2,...,L

其中，P_li(t)为t时刻系统内第i条交流线路上的传输功率，P_limax为系统内第i条交流线路的传输功率极限，L为系统内交流输电线路总数。