[发明专利]一种基于潮流分配矩阵的电网经济运行域快速生成方法

说明书

本发明公开了一种基于潮流分配矩阵的电网经济运行域快速生成方法。该电网经济运行域快速生成方法通过预测新能源出力区间和负荷水平区间，根据不同需求最小化成本函数，根据不同需求添加约束条件，最后生成基于潮流分配矩阵的数学优化模型，并求解得出机组经济运行域。与传统基于两阶段鲁棒优化算法的求解过程相比，本发明的方法具有简单、求解速度更快等优点，更适用于电网日内调度计划实时滚动生成。

技术领域

本发明属于大电网优化调度运行领域，具体地涉及一种基于潮流分配矩阵的电网经济运行域快速生成方法。

背景技术

电网的日前或日内调度计划通常是基于数学方法对电网元件进行抽象建模并通过优化算法进行求解得出。但随着源端大规模接入可再生能源，负荷端需求响应等电力市场机制的逐步建立，传统的基于确定性模型的优化调度算法已经越来越难以满足如今大电网的调度需要。因此，有学者提出“经济运行域”概念，用来描述同时考虑源荷双侧不确定性背景下的机组优化调度运行区间。具体做法是，首先基于源荷的历史运行数据和未来预测结果，给出某一置信度水平下的新能源出力和负荷水平区间，然后利用两阶段鲁棒优化算法，求出能够电网安全稳定运行的机组出力区间。但是，由于两阶段鲁棒优化算法存在主问题和子问题之间相互迭代的计算过程，求解速度较慢，难以满足日内滚动生成调度计划的实时性需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有“经济运行域”生成速度慢的问题，提出了一种基于潮流分配矩阵的电网经济运行域快速生成方法。该电网经济运行域快速生成方法基于新能源出力区间和负荷水平区间，建立电网不同需求下的“经济运行域”优化模型，经求解得出经济运行域。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种基于潮流分配矩阵的电网经济运行域快速生成方法，包括如下步骤：

(1)使用动态腾copula模型预测新能源出力区间和负荷水平区间表示新能源出力预测的下限值，表示新能源出力预测的上限值，表示负荷水平预测的下限值，表示负荷水平预测的上限值；

(2)根据不同需求最小化成本函数，所述成本为机组启停成本C_ss、机组燃料成本C_fuel、维持系统功率平衡造成的弃风或切负荷的惩罚成本C_unb、预留机组备用产生成本C_res中的一种或多种组合；

所述机组启停成本具体为：

其中，G为可调度机组集合，T为时段总数，c_g,ss为机组g单次开机或停机所需的费用，y_g,t为机组g在t时刻开机的指示变量，y_g,t取值1或0，1表示机组启动，0表示机组不启动，z_g,t为机组g在t时刻停机的指示变量，z_g,t取值1或0，1表示机组停机，0表示不停机；

所述机组燃料成本具体为：

其中，a_g、b_g、c_g分别为机组g燃料成本的二次项系数、一次项系数和常数项系数，P_g,t为机组g在t时刻的基准出力，u_g,t为机组g在t时刻的启停状态；

所述维持系统功率平衡造成的弃风或切负荷的惩罚成本具体为：

其中，ls_t、wc_t分别为不考虑风电不确定场景下t时刻切负荷功率、弃风功率，分别为风电出力最恶劣场景下的切负荷功率、弃风功率，c_shed为单位切负荷补偿费用，c_wc为单位弃风惩罚费用，λ为反映决策者偏好的风险权重；

所述预留机组备用产生成本具体为：