本发明属于电力系统的运行控制,具体涉及一种配网灵活资源实时调度方法及装置。
背景技术:
1、随着新能源渗透率逐渐增加,为应对新能源的随机性及波动性,电网亟需大量调节能力。配电网中的微网、小容量机组、储能等资源是重要灵活性来源。在实时时间尺度,需要根据当前量测值进行实时调度,以保证电力系统安全经济运行。
2、当前对于实时调度的相关技术难以适应配网资源无法频繁调节且可能响应主网调节需求的情况,如申请号为202310736097.1的发明专利以出力调整量最小为目标函数,但对于存在主网调节需求且无安全越限的问题,该专利使用的一范数目标函数可能产生多解,若采用二范数作为目标函数又可能产生调节量趋于平均分配至各资源的问题;又如申请号为202410256501.x未考虑调节能力的方向,可能在实时调度中频繁调节某资源,产生振荡现象。
技术实现思路
1、本发明的目的是为克服已有技术的不足之处,提出一种配网灵活资源实时调度方法及装置。本发明以利用配网内各类资源(包含发电机组及储能)的灵活调节能力为上级电网提供支撑能力,同时尽可能减小发生调节的资源数量,以避免资源频繁动作,同时保证配网整体运行的安全性与经济性。
2、本发明第一方面实施例提出一种配网灵活资源实时调度方法,包括:
3、构建配网灵活资源实时调度模型,所述配网灵活资源实时调度模型由目标函数和约束条件构成,其中所述配网灵活资源包括:普通发电机、新能源机组、水电站及储能,所述目标函数在满足调节能力的基础上,令当前时刻进行调节的资源数量最小,同时考虑调节经济性;
4、求解所述配网灵活资源实时调度模型,得到配网中各发电机在当前时刻的调度出力。
5、在本发明的一个具体实施例中,所述目标函数表达式如下:
6、
7、其中,t为当前时刻;sg表示所有发电机构成的集合,为普通发电机构成的集合st、新能源机组构成的集合sw以及水电站构成集合sh三者的并集,即:sg=st∪sw∪sh;ses表示储能集合;sg和ses共同构成灵活资源集合;
8、为t时刻实际调节量与所需调节量的偏差量;为t时刻第i个资源是否发生调节的0-1变量,当为1时,代表t时刻该资源进行调节;当为0时,代表t时刻该资源实时未调节,功率仍保持量测值;cr为新能源机组的弃电成本,为t时刻新能源机组i的预测功率,为t时刻发电机i的电价;为t时刻发电机i的调度出力;σ为罚系数,ε表示调节允许偏差;
9、为储能的调节成本,其中cadj为储能单位电量调节成本,为t时刻储能i的储电量计划值,为t时刻储能i实时调度后的储电量。
10、在本发明的一个具体实施例中,所述约束条件包括:
11、发电机约束;
12、
13、其中,pimin与pimax分别为发电机i的最小开机功率及最大开机功率;为表示发电机i启停状态的二进制变量;为t时刻发电机i的功率实时量测值;
14、水电站约束;
15、
16、其中,为水电站i中所有小水电机组构成的集合,为水电站i中小水电机组k的启停状态,为表示t时刻水电站i启停状态的二进制变量,pik为水电站i中小水电机组k的容量;表示集合中元素的数量;
17、新能源发电约束;
18、
19、储能约束;
20、
21、其中,分别为t时刻储能i的放电功率、充电功率;分别为储能i的最大放电功率、最大充电功率;为t时刻储能i的实时功率量测值;为t时刻储能i的储电量,δt为实时调度的时间间隔;分别为t时刻储能i的储电量的最大值、最小值;
22、灵活调节需求约束;
23、
24、其中,为t时刻上级电网的调节需求。
25、在本发明的一个具体实施例中,还包括:
26、当t时刻上级电网发出正备用需求时,所述灵活调节需求约束采用式(13)和式(15);当t时刻上级电网发出负备用需求时,所述灵活调节需求约束为采用式(14)和式(15)。
27、本发明第二方面实施例提出一种配网灵活资源实时调度装置,包括:
28、模型构建模块,用于构建配网灵活资源实时调度模型,所述配网灵活资源实时调度模型由目标函数和约束条件构成,其中所述配网灵活资源包括:普通发电机、新能源机组、水电站及储能,所述目标函数在满足调节能力的基础上,令当前时刻进行调节的资源数量最小,同时考虑调节经济性
29、调度优化模块,用于求解所述配网灵活资源实时调度模型,得到配网中各发电机在当前时刻的调度出力。
30、在本发明的一个具体实施例中,所述目标函数表达式如下:
31、
32、其中,t为当前时刻;sg表示所有发电机构成的集合,为普通发电机构成的集合st、新能源机组构成的集合sw以及水电站构成集合sh三者的并集,即:sg=st∪sw∪sh;ses表示储能集合;sg和ses共同构成灵活资源集合;
33、为t时刻实际调节量与所需调节量的偏差量;为t时刻第i个资源是否发生调节的0-1变量,当为1时,代表t时刻该资源进行调节;当为0时,代表t时刻该资源实时未调节,功率仍保持量测值;cr为新能源机组的弃电成本,为t时刻新能源机组i的预测功率,为t时刻发电机i的电价;为t时刻发电机i的调度出力;σ为罚系数,ε表示调节允许偏差;
34、为储能的调节成本,其中cadj为储能单位电量调节成本,为t时刻储能i的储电量计划值,为t时刻储能i实时调度后的储电量。
35、在本发明的一个具体实施例中,所述约束条件包括:
36、发电机约束;
37、
38、其中,pimin与pimax分别为发电机i的最小开机功率及最大开机功率;为表示发电机i启停状态的二进制变量;为t时刻发电机i的功率实时量测值;
39、水电站约束;
40、
41、其中,为水电站i中所有小水电机组构成的集合,为水电站i中小水电机组k的启停状态,为表示t时刻水电站i启停状态的二进制变量,pik为水电站i中小水电机组k的容量;表示集合中元素的数量;
42、新能源发电约束;
43、
44、储能约束;
45、
46、其中,分别为t时刻储能i的放电功率、充电功率;分别为储能i的最大放电功率、最大充电功率;为t时刻储能i的实时功率量测值;为t时刻储能i的储电量,δt为实时调度的时间间隔;分别为t时刻储能i的储电量的最大值、最小值;
47、灵活调节需求约束;
48、
49、其中,为t时刻上级电网的调节需求。
50、在本发明的一个具体实施例中,还包括:
51、当t时刻上级电网发出正备用需求时,所述灵活调节需求约束采用式(13)和式(15);当t时刻上级电网发出负备用需求时,所述灵活调节需求约束为采用式(14)和式(15)。
52、本发明第三方面实施例提出一种电子设备,包括:
53、至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;
54、其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被设置为用于执行上述一种配网灵活资源实时调度方法。
55、本发明第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行上述一种配网灵活资源实时调度方法。
56、本发明的特点及有益效果:
57、本发明针对当前对于实时调度的目标函数设计通常难以适应配网资源无法频繁调节且可能响应主网调节需求的实际情况,如使用的一范数目标函数可能产生多解,采用二范数作为目标函数又可能产生调节量趋于平均分配至各资源的问题,提出了一种配网灵活资源实时调度方法及装置,本发明采用发生调节资源的数量与经济性的加权组合作为目标函数。本发明以利用配网内各类资源(包含发电机组及储能)的灵活调节能力为上级电网提供支撑能力,同时尽可能减小发生调节的资源数量,以避免资源频繁动作,同时保证配网整体运行的安全性与经济性。
1.一种配网灵活资源实时调度方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标函数表达式如下:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述约束条件包括:
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
5.一种配网灵活资源实时调度装置,其特征在于,包括:
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述目标函数表达式如下:
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述约束条件包括:
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括:
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-4任一项所述的方法。
