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申请/专利权人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国网江苏省电力有限公司

摘要：本发明公开了一种考虑风电场参与调频的电力系统运行优化方法及装置，该方法利用Copula理论构建风电输出功率的预测值和实际值的联合概率分布，从以预测的风电发电量为条件的联合分布模型中抽取风电实际发电量的样本，然后通过对这些样本进行聚类来创建风电实际发电量的场景集，利用情景集构建考虑风力发电不确定性的电力系统运行优化模型，求解该优化模型获得优化后的运行方案。本发明能够考虑风电参与调频时所存在的不确定性，对电力系统运行中发电调度和备用容量分配进行优化。

主权项：1.一种考虑风电场参与调频的电力系统运行优化方法，其特征在于，包括：建立风电预测值与实际值之间的联合概率分布；根据优化目标日风功率预测值和联合概率分布函数对风功率真实值进行采样；对采样的风功率真实值进行聚类，生成风功率的典型场景集；建立考虑风功率典型场景的风电场参与调频的电力系统运行优化模型；所述模型的目标函数为： 其中，表示传统发电机组i在第t个时段的发电费用，和是传统发电机组i第l段分段发电成本的一次项和常数项系数，是传统发电机组i在第t个时段的出力，是传统发电机组的集合，是第t个时段传统发电机组的集合，Γ表示分段发电成本的总段数，T表示优化目标日划分的时段数，表示传统发电机组i的启停费用，yi,t表示传统发电机组i在第t个时段是否从关闭转化为开启状态，表示传统发电机组i的单位备用容量成本，和表示传统发电机组i在第t个时段的上调和下调备用容量，和表示风电场i在第t个时段的上调和下调备用容量，和表示储能系统i在第t个时段的上调和下调备用容量，表示风电场i在第t个时段的发电量，为风电场i的单位备用容量成本，ψi表示风电场的单位发电成本，是风电场集合，是储能系统的集合，表示储能系统i的单位损耗成本，和表示储能系统i在第t个时段的放电功率和充电功率，ωk表示经过聚类后第k个场景的场景权重，K表示聚类后场景集合，表示第k个场景下风电场的预测出力，CPn表示风电场的单位弃风惩罚，β为储能系统在提供调频服务时所消耗的能量与调节能力的比例系数；约束条件包括：功率平衡约束： 输电线路的容量约束： 传统发电机组的启停机逻辑约束： 最小开关机时间约束： 传统发电机组的运行范围约束： 风电场出力上下限约束： 储能系统的出力上下限约束： 传统发电机组的爬坡约束： 储能系统的能量容量约束： 上下调频容量约束： 其中，Lh,t表示电网母线节点h在第t个时段的负荷，Bh,m表示直流潮流中电网母线节点导纳矩阵的第h行第m列元素，θh,t表示电网母线节点h在第t个时段的电压相角，Πh,m表示电网母线节点h与m之间线路的容量，是连接在母线节点h上所有传统发电机组的集合，是连接在母线节点h上所有风电场的集合，是连接在母线节点h上所有储能系统集合，xi,t表示传统发电机组i在第t个时段是否处于开机状态，zi,t表示传统发电机组i在第t个时段是否从开启转化为关闭状态，TiON和TiOFF分别为传统发电机组i的最小开启和关闭时间，Pimax为传统发电机组i的最大出力，PiGmin为传统发电机组i的最小出力，PiWmin为风电场i的最小出力，PiDmax和PiCmax分别为第i个储能系统的最大放电功率和最大充电功率，表示风电场i在第t个时段的真实出力，λ为置信度，Vi表示传统发电机组i的爬坡速率，Ei,t表示储能系统i在第t个时段的能量，Ei表示储能系统i的能量容量，α表示自放电损失的能量，ηC和ηD表示充电效率和放电效率，Si,t表示储能系统i在第t个时段的荷电状态，和Si表示储能系统i荷电状态的上界和下界，和表示上调与下调备用容量需求，是第t个时段储能系统的集合，是第t个时段风电场集合；对所建立的模型进行求解，得到电力系统中各个发电机组启停机、计划出力和备用容量的优化运行结果。

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