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专利号: 2021115707053
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一、建立日前调度模型,执行日前调度计算;

步骤二、计算日内调度模型各分段参数;

步骤三、建立日内调度模型,并根据步骤一和步骤二的计算结果进行日内调度计算。

2.根据权利要求1所述的一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于,步骤一中,建立日前调度模型:日前调度周期为24小时,分辨率为1小时,每个时段长度ΔTTD=1h,时段总数NTD=24;

以成本最小化构建日前调度模型的目标函数HDA:其中,g表示发电机编号,t表示时段编号,s表示场景编号,n表示节点编号,w表示风力发电机编号,NG为发电机个数,NS为场景个数,NTD为日前模型时段总数,NN为节点总数,NW为风力发电机总数,ρs是场景发生概率,ag,bg,cg均为发电机成本系数,Pg,t,s是第g台发电机在t时段第s个场景下的输出功率;Hst,Hsh分别为发电机启动和关停成本;hIN,n,t,s,hDE,n,t,s分别为储能资源在第n个节点t时段第s个场景下调度量增加和减少时所需成本;ESIN,n,t,s、ESDE,n,t,s分别为储能资源在第n个节点t时段第s个场景下增加和减少的调度量;hL,n,t,s代表第n个节点t时段第s个场景下的失负荷成本;hC,w,t,s代表第w台风力发电机在t时段第s个场景下的切风成本;Ln,t,s为第n个节点t时段第s个场景下失负荷量;Cw,t,s为第w台风力发电机在t时段第s个场景下的切风量;

设置日前调度模型的约束条件:有功功率平衡约束、发电机开停机状态约束、发电机出力上下限约束、发电机爬坡约束、储能资源上下限约束和电量约束求解日前调度模型得到g台风力发电机在t时段开停机状态ug,t。

3.根据权利要求2所述的一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于:有功功率平衡约束:

其中,Ww,t,s是第w台风力发电机在t时段第s个场景下的输出功率,Dn,t是第n个节点t时段的负荷功率,且:

0≤Cw,t,s≤Ww,t,s

0≤Ln,t,s≤Dn,t,s

发电机开停机状态约束:

其中,xg,t,yg,t分别为发电机开启和停机动作,ug,t代表第g台风力发电机在t时段开停机状态;ug,t‑1代表第g台风力发电机在t‑1时段开停机状态;

发电机出力上下限约束:

ug,tPmin,g≤Pg,t,s≤ug,tPmax,g其中,Pmax,g和Pmin,g分别为第g台风力发电机出力的上限和下限;

发电机爬坡约束:

‑RDg≤Pg,t,s‑Pg,t‑1,s≤RUg其中,RUg和RDg分别为第g台风力发电机爬坡速率上下界,Pg,t‑1,s是第g台发电机在t‑1时段第s个场景下的输出功率;

储能资源上下限约束:

其中,ESIN,max,n,t,s,ESDE,max,n,t,s分别为储能资源在第n个节点t时段第s个场景下的充放电限制;

电量约束:

EQn,t,s=EQn,t‑1,s+(ESIN,n,t‑1,s‑ESDE,n,t‑1,s)其中,EQn,t,s代表储能资源在第n个节点t时段第s个场景下的电量,EQn,t‑1,s代表储能资源在第n个节点t‑1时段第s个场景下的电量;ESIN,n,t‑1,s、ESDE,n,t‑1,s分别为储能资源在第n个节点t‑1时段第s个场景下增加和减少的调度量。

4.根据权利要求3所述的一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于,步骤三中,日内调度周期分为3段:

第一段为临近段:分辨率为15分钟,每个时段长度ΔTTIN=15min,时段总数NTIN=8,临近段长度为15min*8=2h;

第二段为过渡段:分辨率记作ΔTTIM,每个时段长度为ΔTTIM,时段总数为NTIM=1;

第三段为远期段:分辨率为1小时,每个时段长度ΔTTIF=1h,时段总数记作NTIF;

远期段长度为由过渡段结束时刻开始,到一天的结束时刻结束;临近段、过渡段和远期段时段数之和为日内调度模型时段总数NTI,即NTI=NTIN+NTIM+NTIF。

5.根据权利要求4所述的一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于,日内调度模型各分段参数计算具体为:

过渡段参数计算:

利用当前时刻tc确定过渡段时段长度ΔTTIM:若tc分针读数为整点,tc=X:00,其中X为时针读数,则ΔTTIM=1h;

若tc分针读数为一刻,tc=X:15,则ΔTTIM=45min;

若tc分针读数为半点,tc=X:30,则ΔTTIM=30min;

若tc分针读数为三刻,tc=X:45,则ΔTTIM=15min;

远期段参数计算:

利用当前时刻tc确定NTIF,取tc的整点时刻tci:NTIF=24‑tci‑3。

6.根据权利要求5所述的一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于:建立日内调度模型:调度周期从当前时刻到一天的结束时刻,每15min计算一次;

以成本最小化构建日内调度模型的目标函数HID:其中,Pg,t是第g台风力发电机在t时段的输出功率,hg,t是第g台风力发电机在t时段提供备用的成本,Rg,t是第g台风力发电机在t时段提供的备用容量,RES,n,t是储能资源在第n个节点t时段提供的备用容量;hES,n,t是储能资源在第n个节点t时段提供备用的成本;hIN,n,t和hDE,n,t分别为储能资源在第n个节点t时段调度量增加和减少时所需成本;ESIN,n,t和ESDE,n,t分别为储能资源在第n个节点t时段增加和减少的调度量;hL,n,t代表第n个节点t时段失负荷成本,Ln,t为第n个节点t时段失负荷量;hC,w,t代表第w台风力发电机在t时段的切风成本,Cw,t为第w台风力发电机在t时段的切风量;如果t位于临近段,则ΔTTI=ΔTTIN;如果t位于过渡段,则ΔTTI=ΔTTIM;如果t位于远期段,则ΔTTI=ΔTTIF;

设置日内调度模型的约束条件:有功功率平衡约束、发电机出力上下限约束、发电机爬坡约束、电量约束和备用容量约束;

求解日内调度模型得到ug,t,Pg,t,s,ESIN,n,t和ESDE,n,t,确定发电机出力情况和储能资源调度量。

7.根据权利要求6所述的一种两阶段全周期滚动调度方法,其特征在于:有功功率平衡约束:

其中,Ww,t是第w台风力发电机在t时段的输出功率,并且有:

0≤Cw,t≤Ww,t

0≤Ln,t≤Dn,t

发电机出力上下限约束:

ug,tPmin,g≤Pg,t≤ug,tPmax,g发电机爬坡约束:

‑M·RDg≤Pg,t‑Pg,t‑1≤M·RUg其中,Pg,t‑1是第g台发电机在t‑1时段的输出功率,如果t位于临近段,则M=ΔTTIN;如果t位于过渡段,则M=ΔTTIM;如果t位于远期段,则M=ΔTTIF;

储能资源上下限约束:

其中,ESIN,max,n,t,ESDE,max,n,t分别为储能资源在第n个节点t时段的充放电限制;

电量约束:

EQn,t=EQn,t‑1+(ESIN,n,t‑1‑ESDE,n,t‑1)其中,EQn,t代表储能资源在第n个节点t时段的电量,EQn,t‑1代表储能资源在第n个节点t‑1时段的电量;ESIN,n,t‑1、ESDE,n,t‑1分别为储能资源在第n个节点t‑1时段增加和减少的调度量;

备用容量约束:

‑1

其中,Rmax,g是发电机备用容量上限,η为置信系数,Φ 为正态分布概率密度函数的反函数,δD和δW分别为负荷预测和风电预测的标准差。