[发明专利]考虑风电不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度方法

说明书

本发明属于电力系统发电调度技术领域，具体涉及一种考虑风电不确定性的风电‑抽水蓄能互补系统短期优化调度方法。本发明采用概率性序列对风力发电的不确定性进行处理的前提下，将机会约束规划模型引入到目标函数中，又将调度问题中的非线性因素在满足精度要求的前提下进行线性化处理，使得原混合整数非线性规划问题便转换为标准的混合整数线性规划问题，然后进行求解。该方法能够提升模型的求解效率和精度，保证电网的安全稳定运行的同时，也提升了发电公司的发电效益。

技术领域

本发明属于电力系统发电调度技术领域，具体涉及一种考虑风电不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度方法，是一种考虑风电和抽水蓄能电站联合运行的短期优化调度方法。

背景技术

近年来，随着化石能源的不断枯竭及环境问题的日益突出，可再生能源得到了前所未有的发展。在风电、光电等众多清洁能源发电形式中，目前风力发电技术最为成熟，因此风力发电得到了许多国家的广泛重视而迅速发展起来。但受风速和气侯等不确定性因素的影响，风力发电具有强烈的间歇性和波动性，因此，大规模的风电并网会给电网安全、稳定、经济运行带来极大挑战，也制约了风力发电的进一步消纳。抽水蓄能电站作为一种技术成熟、启动灵活、储能容量较大的设备，非常适合作为风电的调节电源，充分发挥抽水蓄能与风电的互补性。因此，风电-抽水蓄能互补系统是一种极具潜力的联合发电模式。

本发明重点关注考虑风电不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度。在采用概率性序列对风力发电的不确定性进行了处理的前提下，将机会约束规划模型引入目标函数中，并利用抽水蓄能电站良好的调节性能来平抑风电出力波动，尽可能增加风电-抽水蓄能互补系统的发电总收益。风力发电极强的波动性会给电网的安全稳定带来极大的挑战，另外抽水蓄能电站复杂的水力约束，包括机组运行状态约束、发电水头约束等，也会极大地影响优化调度模型的求解效率。目前国内外已有关于这方面的研究，但有关处理风-蓄互补系统优化调度的模型以及模型求解方法比较单一，模型的约束条件也考虑的不够全面。另外，为了降低发电水头对发电的影响，一些研究通常假定抽水蓄能电站上下水库中的能量总和是不变，但是实际情况中抽水蓄能的发电水头在整个调度范围内变化很大，所以这种假定明显是不恰当的。因此，建立一种充分考虑风电不确定性和抽水蓄能电站的水力约束的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度方法，对提高风能利用率，促进风电发展具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种考虑风电不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度方法，重点是采用概率性序列对风力发电的不确定性进行处理的前提下，将机会约束规划模型引入到目标函数中，又将调度问题中的非线性因素在满足精度要求的前提下进行线性化处理，使得原混合整数非线性规划问题便转换为标准的混合整数线性规划问题，然后进行求解。该方法能够提升模型的求解效率和精度，保证电网的安全稳定运行的同时，也提升了发电公司的发电效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种考虑风电不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度方法，包括如下步骤：

步骤(1)，风电出力不确定性的处理

(a)基于各风电场的历史数据，对不同时刻下的风电预测出力进行区间划分，并根据式计算各区间内风电预测出力偏差率。

式中，d_k,t为t时段风电场k的预测功率与实际功率的偏差率；为t时段风电场k的实际功率，MW；为t时段风电场k的预测功率，MW。

(b)将步骤(a)计算得到的出力偏差率值进行拟合，得到风电场k每个时刻的出力偏差率的概率密度函数f(d_k,t)，然后结合式计算得到风电场k每个时刻的实际发电功率的概率密度函数