[发明专利]一种区域电力系统全年生产模拟运行方法及系统

说明书

本发明公开了一种区域电力系统全年生产模拟运行方法及系统，该方法包括：根据受限联络线将区域电力系统划分为若干子系统，以系统总发电成本以及可再生能源限电惩罚之和最小为目标函数，建立区域电力系统全年时序生产模拟运行模型，将运行模型分解为M个时段并行计算，并在相邻时段间设置重叠期，在时段内采用无解自动回滚求解，将M个时段结果合并为全年时序生产模拟结果。本发明通过将区域电力系统全年时序生产模拟分解为M个时段后并行进行运行模拟，加快时序运行模拟求解速度，并通过设置重叠期来解决上个时段末与下个时段初状态不衔接的问题；并在时段内求解采用无解自动回滚机制，有效避免了因为滚动求解的后效性问题所带来的无解情况。

技术领域

本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种基于时序分解及自动回滚技术的区域电力系统全年生产模拟运行方法及系统。

背景技术

电力系统时序运行模拟是含高比例可再生能源电力系统分析和规划的基本工具，同时也是量化电力系统的可再生能源接纳能力、分析电力系统运行可能造成的环境影响的必要工具。电力系统时序运行模拟为科学研究者提供了可靠的电力系统运行分析工具，同时也能够为电力系统运行的实际参与者(包括独立运营商、供电公司、输电系统运营商等)、可再生能源投资者以及能源政策制定者提供运行和决策的参考。但现有电力系统时序运行模拟工具存在面对大区域电力系统时求解速度慢、易无解的问题。极大地限制了时序运行模拟的应用范围。

如中国东北电网(由辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古东部电网组成)的典型区域电力系统，往往拥有数百台发电机，庞大的0/1变量使得全年运行的直接求解十分困难，因此必须采用逐时段滚动的方式进行分步求解，即以较短的时段为单位(如一天或连续几天)，将前一时段的仿真结果作为新一时段的初始条件然后进行求解，不断滚动重复这一过程，从而得到全年运行模拟的结果。滚动模拟方法解决了大规模区域电力系统运行模拟的求解问题，但是仍需要数小时乃至数天的时间来完成全年的运行模拟计算。与此同时，在含高比例可再生能源的电力系统中，由于灵活性的缺乏，这种滚动模拟的方式可能在任意时段遇到无解的问题，一旦遇到无解将无法获得全年的运行结果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种区域电力系统全年生产模拟运行方法及系统，由此解决当前面对大区域电力系统生产模拟程序求解速度慢、易无解的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种区域电力系统全年生产模拟运行方法，包括：

(1)获取区域电力系统时序运行模拟所需的输入数据，其中，所述输入数据包括区域电力系统网架参数、全年风电光伏预测出力数据、发电机机组运行特性、全年负荷预测以及联络线传输计划数据；

(2)选取所述区域电力系统中的受限联络线，根据所述受限联络线将所述区域电力系统划分为K个子系统；

(3)基于所述输入数据，以所述K个子系统的总发电成本以及可再生能源限电惩罚之和最小为目标函数，以电功率平衡约束、备用约束、子系统间网架约束、电源出力范围约束、爬坡约束、最小启停时间约束、热负荷平衡约束、热电联产机组出力约束以及水电站库容约束为约束条件，建立区域电力系统全年时序运行模拟求解模型；

(4)将所述全年时序运行模拟求解模型分解为M个时段，并在相邻两个时段间设置D天的重叠期；

(5)在各时段内求解时序运行模拟程序时采用无解自动回滚机制，当滚动求解遇到无解时，将前一个仿真时段纳入到仿真中来，如果仍然无解，继续往前回滚；当回滚仿真结果可行时，用回滚得到的仿真结果覆盖原有之前时段的仿真结果；

(6)并行计算M个时段的时序运行模拟，得到M个时段的电力系统时序生产模拟结果，合并得到最终全年运行模拟结果。