[发明专利]含风电的电力系统规划中检修备用容量确定方法

摘要

本发明公开一种含风电的电力系统规划中检修备用容量确定方法，考虑了风电和检修需求不确定对检修备用容量的影响，解决了电力系统规划中风电和检修需求的不确定性对检修备用容量确定带来的问题；通过楚列斯基分法处理风电场风速相关性，考虑风电的容量价值，将风电出力等效为负的负荷，根据提出的指标——风电造成的检修备用容量不足概率来确定含风电的电力系统检修备用容量；对于机组的检修需求不确定性，认为同种类型机组具有相同的检修需求，只考虑不同类型机组的检修需求来处理机组检修需求的不确定性。该发明为系统进行电源规划、电网规划及电力电量平衡分析打下基础。

主权项

含风电的电力系统规划中检修备用容量确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集含风电的电力系统装机规模、负荷数据、机组类型、各类常规机组A、B、C类检修时间、机组容量数据以及风电场风速相关性数据；S2、考虑风电场风速相关性的风电场出力建模：风速的分布用威布尔分布来描述:$\mathrm{\φ}\left(v\right)=\frac{k}{c}{\left(\frac{v}{c}\right)}^{k-1}\exp [-{\left(\frac{v}{c}\right)}^k]---\left(2\right)$式中，v为平均风速，c为尺度系数，反映的是该地区平均风速的大小，k为形状系数，反映的是风速分布的特点；1）根据威布尔分布，利用反变换法根据式（3）产生多风场不具有相关性的风速向量；v_i=c[‑ln(x_i)]^1/k   （3）2）从该风速向量中减去风速均值向量并除以风速的方差得到向量z；3）根据风电场风速相关性数据，应用楚列斯基分解法形成具有指定相关性的风速；4）根据风速计算风电机组出力P_windt；S3、建立检修备用容量的模型；模型为：$\min \sqrt{\frac{1}{T}\left(\underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}{(R_t-R_e)}^2\right)}---\left(4\right)$式中：T为检修周期；R_t为第t时段内电力系统备用容量，表达式见（5）；R_e为检修周期T内各个时间段备用容量的平均值；R_t=P_capacity‑P_mct‑(P_Lt‑P_windt)   （5）其中，P_capacity为电力系统常规机组装机容量，P_windt为t时段风电机组出力，P_mct为t时段检修容量，P_Lt为t时段负荷，对于风电考虑其容量价值，等效为负的负荷；S4、构建检修备用容量模型的约束条件；1)检修活动的连续性：一台机组开始检修后必须在连续的期间内完成，即$\underset{t=t_u}{\overset{t_u+S_u-1}{\mathrm{\Σ}}}{m}_{\mathrm{ut}}=S_u---\left(6\right)$式中，u表示第u台发电机组，m_ut表示机组检修状态，取0表示在时段t内无检修，取1表示在时段t内检修，t_u表示检修开始时段，S_u表示检修持续时段；2)检修班组约束：同一电厂在同一时段内不能安排两台发电机组检修；$\underset{u\∈V_r}{\mathrm{\Σ}}{m}_{\mathrm{ut}}\≤V_{\mathrm{rt}}---\left(7\right)$式中，u表示第u台发电机组，m_ut表示机组检修状态，V_rt表示检修班组V_r在t时段可同时检修的发电机组最多台数；3)机组u两次检修之间的最小间隔：设此间隔期间为B旬，则t_u2‑(t_u1+S_u1)≥B   （8）式中，t_u1和t_u2分别为第一次和第二次检修的起始时间；S_u1第一次检修的持续时间；4)检修期间约束：指机组u的检修必须在一给定的期间内进行；$\begin{array}{c}{T}_{+}^{-}\≤t_u\≤T_u^{+}\\ T_u^{+}-T_u^{-}+1\≥S_u-1\end{array}---\left(9\right)$式中：和分别为第u台机组可以安排检修的起始时间和结束时间，S_u表示检修持续时间；S5、检修备用容量的模型建立后，将电力系统中所有常规机组按容量大小排列，根据等备用原则运用启发式方法对检修备用容量的模型进行求解，每次模拟下求解得到的结果作为确定检修备用容量的参考数据；S6、计算检修备用容量不足概率WPLOMRCP指标确定风电接入后系统所需预留的检修备用容量；MRCNS_i=max{0,F_t(x_i,P_Lt)‑SSMRC_t}   （10）$\mathrm{WPLOMRCP}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\left({\mathrm{MRCNS}}_i\right)}{N}---\left(11\right)$其中，N为总模拟次数，SSMRC_t为装机控制时段电力系统设定的检修备用容量，F_t(x_i,P_Lt)为第i次模拟下计算得到的检修备用容量；I_i为一个指示变量，表达式见（12）；$I_i=\left\{\begin{array}{cc}0& {\mathrm{MRCNS}}_i=0\\ 1& {\mathrm{MRCNS}}_i>0\end{array}\right.---\left(12\right)$当第i次模拟下计算得到的充裕指标WPLOMRCP的方差系数不收敛，转入步骤S2进行第i+1次模拟计算检修备用容量；直到第N次模拟下计算得到的充裕指标WPLOMRCP的方差系数收敛，获得装机控制时段电力系统设定的检修备用容量下对应的充裕指标WPLOMRCP；S7、改变装机控制时段电力系统设定的检修备用容量SSMRC_t，重复步骤S2至S6，获得多个装机控制时段电力系统设定的检修备用容量下对应的充裕指标WPLOMRCP；绘制WPLOMRCP指标随设定的检修备用容量变化的曲线。