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申请/专利权人：西安理工大学

摘要：本发明公开了一种考虑出力平稳性的风光水多能互补日前风险调度方法，包括预测电网次日负荷过程、风电厂与光伏电厂次日出力过程、梯级水电站入库径流及区间入流过程；采用场景缩减算法得到典型负荷过程及其概率、典型风光组合出力过程及其概率；建立风险可控具有三个目标的风光水互补系统日前发电计划编制模型；步骤四：构建双层嵌套的优化框架对模型进行求解。本发明能够在保证系统出力平稳性的条件下有效应对负荷预测和风光出力预测的不确定性。

主权项：1.一种考虑出力平稳性的风光水多能互补日前风险调度方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤一：预测电网次日负荷过程、风电厂与光伏电厂次日出力过程、梯级水电站入库径流及区间入流过程，作为风光水互补系统日发电计划编制模型的输入；步骤二：分析负荷、风电出力、光电出力预测的概率统计特性，基于概率统计特性的出力预测误差分布生成多种负荷、风电、光电情景，采用场景缩减算法得到典型负荷过程及其概率、典型风光组合出力过程及其概率；所述步骤二具体为，分析负荷、风电出力、光电出力预测的概率统计特性，得到负荷、风电出力、光电出力的预测误差分布，并得到其参数；采用拉丁超立方体抽样方法模拟得到N组负荷、风电出力和光电出力预测误差，通过下式得到模拟的N组负荷、风电和光电出力场景集F、Nw和Np；F＝Ff+ef1式1中，Ff为预测的负荷出力过程，ef为采用拉丁超立方体抽样得到的负荷预测误差； 式2中，为预测的负荷出力过程，ew为采用拉丁超立方体抽样得到的负荷预测误差； 式3中，为预测的负荷出力过程，ep为采用拉丁超立方体抽样得到的负荷预测误差；将N组风、光出力场景随机两两组合，得到N组风光出力组合场景；采用同步回代缩减法将N组负荷、N组组合场景分别缩减至I组典型负荷、I组典型风光出力组合场景，并得到其发生概率；步骤三：考虑负荷、风、光出力预测不确定性所诱发的弃电和失负荷风险，建立风险可控的风光水互补系统日前发电计划编制模型，该模型具有三个目标，模型的目标一为发电计划的综合风险率最小，同时，兼顾系统的调峰性能和整体效益的目标二和目标三分别为电网剩余负荷标准差最小和梯级水电站日均出力最大；所述步骤三中，目标一发电计划的综合风险率最小函数为： 式4中，R为风光水系统在某个出力计划下的综合风险率，pi为典型场景i发生的概率，T为调度时段数，rci,t和rsi,t分别为第i个场景下t时段弃电率和失负荷率，rci,t和rsi,t计算式为： 式5中，式6中，ΔNt为风光水电站实际出力与发电计划之差，和分别为典型场景i下的梯级水电、风电和光电的出力过程,Nplan为风光水系统的发电计划；目标二电网剩余负荷标准差最小函数为： 式7中，stdx表示变量x的标准差，为典型负荷j发生的概率，Load为次日的电网负荷曲线，为典型负荷j下的剩余负荷过程；目标三梯级水电站日均出力最大函数为： 式8中，M为梯级水电站个数，km为第m个水电站的出力系数，为典型场景i下的m水库在t时段的发电引用流量，ΔHi,t,m为典型场景i下的m水库在t时段的水头；所建立的风光水互补系统日前发电计划编制模型的约束条件包括：1输电平稳性约束即阶梯状输电曲线： 式9中：tc为阶梯状输电曲线出力改变的时间点，s为输电曲线的阶梯编号；2输送容量限制： 式10中：Tcmax为输电通道的最大传输容量；3水量平衡约束： 式11中：Vt,m和Vt+1,m分别为m水库t时段初、末的库容；QIt,m和QOt,m分别为m水库t时段的入库流量和下泄流量；QItt,m:m+1为m水库与m+1水库之间的区间来水流量；4水位约束： 式12中，Zt,m为m水库在t时段末的水位，和分别表示m水库在t时段末的水库水位上下限；5水电站出力约束： 式13中，为m水电站在t时段的出力，和分别表示m电站在t时段的出力上下限；6下泄流量约束： 式14中，和分别为m水库在t时段的下泄流量上下限；7梯级水库蓄能变化约束： 式15-16中，SE1和SET分别表示梯级水库在调度期初、末的蓄能，α为最大可接受的梯级水库在调度期初、末的蓄能变化率，为m水库死水位对应的库容，ρ表示水的密度，为l水库的平均水头；所述步骤三中，除去目标一中的综合风险率之外，求解该模型得到的发电计划的风险指标还包括：1发生弃电概率： 式17中，pc为次日执行发电计划时发生弃电的概率，spi表示典型情景i条件下的发生弃电的概率；2发生失负荷概率： 式18中，ps为次日执行发电计划时发生失负荷的概率，lpi表示典型情景i条件下的发生失负荷的概率；3弃电率期望： 式19中，为风光水互补系统日前发电计划的弃电率期望；4失负荷期望： 式20中，为风光水互补系统日前发电计划的失负荷率期望；步骤四：构建双层嵌套的优化框架对模型进行求解，外层确定风光水互补系统的总出力过程并保证其稳定性，内层模型在给定总出力的条件下，确定在各个风光出力情景下的梯级水电站负荷分配；所述步骤四中，外层确定风光水互补系统的总出力过程并保证其稳定性具体为：双层嵌套优化框架外层中采用二维编码策略描述风光水互补系统的日出力过程，决策变量为风光水系统阶梯状出力曲线的出力值Nplan＝[P1,P2,...,PS]和系统出力发生改变的时间tc＝[tc1,tc2,...,tcS-1]，模型解即次日的风光水系统出力计划的表达式为：solution＝[P1,...,PS,tc1,...,tcS-1]21式21中，S为输电曲线的阶梯数；根据次日的风光水系统出力计划计算目标二的函数。

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