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专利号: 2019108545822
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多区域电网联络线交换功率优化方法,应用于包含多个区域电网和多条联络线的全网,其特征在于,所述优化方法包括:S1:机组组合优化:各个区域电网根据各个时段的负荷预测信息、各个时段的各联络线的初始功率、机组发电成本参数和技术参数,分别进行机组组合,使得各区域电网的发电成本达到最小,从而得到了各个区域电网的初始最优开机计划和初始最优出力安排;

S2:一次迭代优化:保持步骤S1求得的各区域电网的初始最优机组开机计划不变,进行一次迭代优化,得到一次优化机组出力安排和一次优化联络线功率;

所述一次迭代优化包括:

S21:计算全网初始总发电成本;

S22:按照以下方法依次进行第t个调度时段的各区域电网的边际机组发电功率更新和各区域电网间的联络线功率更新,其中,t=1,2,…,T,T为预设的调度时段数:S221:计算第t个调度时段区域电网的边际发电成本差值;

S222:根据步骤S221计算得到的边际发电成本差值以及预设的联络线功率更新步长,选择满足更新条件的最大差值,并按照所述预设的联络线功率更新步长更新第t个调度时段所述最大差值对应的两个区域电网的边际机组发电功率和两个区域电网间的联络线功率;

所述更新条件如下式所示:

上式中,LH,S为所述的两个相应的区域电网间联络线存在状态,取“1”表示两个区域电网间存在联络线,取“0”表示两个区域电网间不存在联络线;ρH,t为在第t个调度时段相应的两个区域电网中边际发电成本高的区域电网的边际发电成本;ρS,t为在第t个调度时段相应的两个区域电网中边际发电成本低的区域电网的边际发电成本;ρlH,S是相应的两个区域电网间联络线电能输送价格;PH,S,t为在第t个调度时段相应的两个区域电网间联络线的交换功率; 为在第t个调度时段相应的两个区域电网中边际发电成本高的区域电网的边际机组kH的出力值; 为在第t个调度时段相应的两个区域电网中边际发电成本低的区域电网的边际机组kS的出力值;Pstep为预设的联络线功率更新步长;Pmax,H,S为相应的两个区域电网间联络线输送功率极限; 为在第t个调度时段相应的两个区域电网中边际发电成本高的区域电网的边际机组kH的最小出力; 为在第t个调度时段相应的两个区域电网中边际发电成本低的区域电网的边际机组kS的最大出力;

S23:根据步骤S22更新得到的各区域电网的边际机组发电功率和各区域电网间的联络线功率,计算全网总发电成本,比较所述全网总发电成本和全网初始总发电成本的大小,如果所述全网总发电成本小于全网初始总发电成本,则用所述全网总发电成本替代全网初始总发电成本,返回步骤S22,如果所述全网总发电成本等于全网初始总发电成本,终止迭代,输出各调度时段的各联络线交换功率和各区域电网的机组出力安排,即一次优化联络线功率和一次优化机组出力安排;

S3:二次迭代优化:更新各区域电网的机组开机计划、各区域电网的机组出力安排和各联络线在各调度时段的交换功率,使得全网的总发电成本得以降低,从而得到最优机组开机计划、最优机组出力安排和最优联络线交换功率;

S4:输出结果:输出步骤S3计算得到的最优机组开机计划、最优出力安排和最优联络线功率。

2.根据权利要求1所述的多区域电网联络线交换功率优化方法,其特征在于,步骤S3中所述二次迭代优化包括:

S31:根据所述初始最优机组开机计划和一次优化机组出力安排确定各区域电网在各调度时段的边际机组和边际发电成本;

S32:从第1调度时段开始,遍历各调度时段,搜索所有区域电网中满足预设条件的边际机组,如果存在满足预设条件的边际机组,则对第一个满足预设条件的边际机组更新相应调度时段内的机组开机计划、机组出力安排和各相关联络线功率,将更新得到的机组开机计划、机组出力安排和各联络线交换功率替代上述的初始最优开机计划、一次优化机组出力安排和一次优化联络线功率,然后转向步骤S31;如果不存在满足预设条件的边际机组,则停止迭代,此时各调度时段的机组开机计划、机组出力安排和各联络线功率则为最优机组开机计划、最优出力安排和最优联络线功率。

3.根据权利要求2所述的多区域电网联络线交换功率优化方法,其特征在于,步骤S32中所述预设条件为:某区域电网的边际机组k在调度时段t1至t2处均处于开机状态,在调度时段t3至t4均处于最小出力状态且边际发电成本为所有区域电网内的最大边际发电成本,其中,t1≤t3≤t4≤t2,且满足下述条件:上式中, 为所述区域电网在调度时段t3至t4内边际机组k关机导致的发电成本减少额; 为与所述区域电网互联的所有区域电网在调度时段t3至t4内逐时段增发功率导致的发电成本总增加额;Pd,j为与所述区域电网互联的区域电网j增发功率,j=1,2,……,m,m为与所述区域电网互联的区域电网数目; 为所述区域电网边际机组k的最小技术出力;ρj为所述互联的两区域电网间联络线电能输送价格;Pj,t为所述互联的两区域电网间联络线在调度时段t的输送功率;Pmax,j为所述互联的两区域电网间联络线输送功率极限;

为所述区域电网边际机组k的最小开、停机时间;

所述对第一个满足预设条件的边际机组更新相应调度时段内的机组开机计划、机组出力安排和各相关联络线功率包括:

S321:将第一个满足预设条件的边际机组在调度时段t3至t4关机,则在该调度时段所述区域电网的边际机组的发电功率为0,并且,在该调度时段的所述区域电网的其余机组发电功率保持不变;

S322:在调度时段t3至t4间保持其余区域电网的开机计划不变,根据下式的经济调度模型来更新与所述区域电网互联的区域电网在该调度时段的出力安排:上式中,Ftotal,t为与所述区域电网互联的所有区域电网在调度时段t机组总发电成本;j为与所述区域电网互联的区域电网的引索;j=1,2,……,m,m为与所述区域电网互联的区域电网数目;z为区域电网j中的机组引索;uj,z,t为区域电网j中的机组z在调度时段t的工作状态,取“1”表示机组处于开机状态,取“0”表示机组处于关机状态;参数aj,z、bj,z与cj,z为所述区域电网j中机组z的发电成本系数;Pj,z,t为区域电网j中的机组z在调度时段t的发电功率; 与 分别为所述区域电网j中的机组z的最小技术出力与最大技术出力;PLoad,j,t为所述区域电网j在调度时段t的负荷;

S323:更新在调度时段t3至t4内与第一个满足预设条件的区域电网互联的区域电网间联络线功率Pj,t,Pj,t=Pj,t+Pd,j,其中Pd,j为所述区域电网互联的区域电网j增发的功率。