[发明专利]考虑不确定性的光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型

说明书

本发明公开考虑不确定性的光热‑生物质混合电站鲁棒优化调度模型，步骤是：1)构建光热‑生物质混合电站参与电力市场调度运行确定性模型，输入混合电站各组分参数、成本系数、鲁棒系数；2)采用鲁棒优化方法处理混合电站运行面临的不确定性问题；3)为计算混合电站运行时的风险成本，在不确定参数波动区间内采用蒙特卡洛模拟法生成各种不确定参数的场景；4)计算混合电站运行风险成本并将其纳入目标函数；5)输出混合电站出力计划曲线和运行策略。本发明方法通过建立风险量化指标，平衡系统的鲁棒性与经济性，通过分析鲁棒系数对决策方案和预期利润的影响，来确定最优鲁棒系数选择方案，能够为混合电站运营商提供决策依据。

技术领域

本发明属于电力系统电源调度领域，特别涉及考虑不确定性的光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型。

背景技术

近年来，能源危机和环境污染问题愈发严重，寻求可再生能源逐步代替化石能源已成为世界各国的共识。在能源替代发展过程中，光热发电凭借其良好的可控性和可调度性，受到了广泛的关注。光热发电未来有望成为我国主要清洁能源发电技术之一。

为了降低间歇性可再生能源发电对系统运行稳定性的影响，光热电站需配备大容量的储热系统，导致其综合发电成本高于主流发电方式，而光热-生物质混合发电是一种在提高运行调度能力的同时降低平准化发电成本的理想选择。生物质作为可再生能源的一个分支，其与光热电站的混合发电可以实现100％的可再生能源发电的目标，提高系统运行灵活性，在国家节能减排政策的推广下，可得到较好的发展。此外，光热电站和生物质锅炉通过共享电厂设备，能更大程度地降低电厂投资成本。

2012年世界上第一座商业化生物质和光热耦合电站(Termosolar Borges电站)在西班牙投运，也证明了该混合模式的可行性。总体而言，有关光热-生物质混合电站的研究尚处于起步阶段，虽然在热力学仿真方面已有部分研究成果，但在并网调度优化、电力市场竞标策略等方面的研究较少。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出考虑不确定性的光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型，能够有效处理混合电站参与市场运行过程中的不确定性，制定合理的调度运行决策方案。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：考虑不确定性的光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型，包括如下步骤：

步骤1，综合考虑混合电站参与电力市场所获利润、并网运行环境效益、风光削减惩罚成本、各组分运行维护成本以及系统运行约束，构建考虑光热-生物质混合电站参与市场运行确定性优化调度模型；输入原始数据；所述运行约束条件包括：功率平衡约束、光热电站运行约束、生物质锅炉运行约束、风电场运行约束；所述原始数据包括：电力市场价格、负荷、风电功率、光热功率上下限，混合电站各组分参数、成本系数、鲁棒系数；

步骤2，针对混合电站运行面临的电力市场价格、负荷、风电功率、光热功率不确定性问题，在确定性优化调度模型的基础上，采用鲁棒优化方法处理不确定问题，构建光热-生物质混合电站参与电力市场鲁棒优化调度模型，并采用GAMS中CPLEX求解器求解该鲁棒优化模型；

步骤3，在不确定参数波动区间内采用蒙特卡洛模拟法生成电力市场电价、风电功率、光热功率、负荷的场景；计算混合电站运行风险成本并将其纳入目标函数，即为混合电站计及风险后的运行利润，输出混合电站参与电力市场出力计划曲线和运行策略。

进一步，所述步骤1建立了光热-生物质混合电站参与市场运行确定性优化调度模型，包括以下步骤：

步骤1.1：光热-生物质混合电站作为独立运营商，参与电力市场运行，其目标为净利润最大；本发明综合考虑混合电站参与电力市场所获利润、并网运行环境效益、风光削减惩罚成本、各组分运行维护成本，目标函数如下：