一种计及交直流联络线约束的跨省区绿电优化调度方法与流程

本发明属于电力规划，尤其涉及一种计及交直流联络线约束的跨省区绿电优化调度方法。

背景技术：

1、随着环境问题日益严重，世界各国都加大了对可再生能源的开发利用。以风电、光伏、水电为主的绿电能源已成为重要的电力能源供应形式，对电力系统提供了有利的能源支撑。然而，由于其自然波动性和间歇性，绿电的发电出力在时间和空间上均具有高度不确定性，给电网的稳定性和经济性带来挑战。其中风电、光伏等新能源发电，由于地理分布的特点，受限于电网的输送能力限制、电力系统的调度合理性以及电网用户需求的波动，存在严重的弃风、弃光等能源浪费情况。因此，如何充分利用现有的电力输送线路，对于跨省区绿电合理优化调度，提升新能源利用率，降低电力系统供电成本，是当前急需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种计及交直流联络线约束的跨省区优化调度方法，通过考虑跨省区调度的交直流联络线约束和构建省省间和省内的二级绿电优化调度模型，求解得到各省间和各省内的绿电调度方案，有效降低电力系统发电成本，提升新能源的消纳。

2、本发明提供的一种计及交直流联络线约束的跨省区绿电优化调度方法，具体包括如下步骤

3、基于需要实现跨省区调度的范围内各常规机组出力、各新能源机组出力、各跨省区联络线传输的常规能源功率、各跨省区联络线传输的新能源功率构建省间一级优化调度成本模型；

4、基于各省区内的各常规机组出力、各新能源机组出力构建各省区的省内二级优化调度成本模型；

5、以省间一级优化调度成本最小为目标，基于分区功率平衡约束、分区新能源消纳责任约束、跨区跨省联络线约束、火电机组约束、新能源中长期供给约束对省间一级优化调度成本模型求解，得到各所述联络线传输的常规能源功率、各所述联络线传输的新能源功率；

6、以省内二级优化调度成本最小为目标，基于各所述联络线传输的常规能源功率、各所述联络线传输的新能源功率以及线路潮流约束、断面潮流约束对各省区的省内二级优化调度成本模型求解，得到各省区的各常规机组出力、各新能源机组出力。

7、进一步的，所述基于需要实现跨省区调度的范围内各常规机组出力、各新能源机组出力、各跨省区联络线传输的常规能源功率、各跨省区联络线传输的新能源功率构建省间一级优化调度成本模型包括：

8、基于所述各常规机组出力和各新能源机组出力构建发电成本模型；

9、基于所述各常规机组出力构建碳排放成本模型；

10、基于各所述联络线传输的常规能源功率和各所述联络线传输的新能源功率构建联络线输电成本模型；

11、基于各所述联络线的网损构建网损成本模型；

12、基于各省区超额消纳量构建超额消纳量购买成本模型；

13、基于发电成本模型、碳排放成本模型、联络线输电成本模型、网损成本模型和超额消纳量购买成本模型构建省间一级优化调度成本模型。

14、进一步的，基于各省区内的各常规机组出力、各新能源机组出力构建各省区的省内二级优化调度成本模型包括：

15、基于各省区内的各常规机组出力和各新能源机组出力构建各省区发电成本模型；

16、基于各省区内的各常规机组出力其构建各省区碳排放成本模型；

17、基于各省区超额消纳量构建各省区超额消纳量购买成本模型；

18、基于各省区发电成本模型、各省区碳排放成本模型、各省区超额消纳量购买成本模型构建各省区的省内二级优化调度成本模型。

19、进一步的，所述跨区跨省联络线约束包括直流联络线约束和交流联络线约束；所述直流联络线约束包括直流联络线传输功率约束、直流联络线传输功率爬坡约束和直流联络线网损约束，分别表示为：

20、

21、其中，和分别表示直流联络线l在t时段的传输功率、最小传输功率和最大传输功率；和分别表示上调和下调功率的0/1变量；表示传输线最小爬坡传输功率；表示传输线最小爬坡传输功率；表示直流联络线l的网损线性比例系数。

22、进一步的，所述交流联络线约束包括交流联络线传输功率约束和交流联络线网损约束，分别表示为：

23、

24、其中，和分别表示交流联络线l在t时段的传输功率、最小传输功率和最大传输功率；r表示省区数量；nr表示省区r中的发电机组总数，所述发电机组包括常规机组和新能源机组；gi-l表示省区r发电机组对交流联络线的功率转移分布因子；pi,r,t表示省区r的发电机组i在t时段的发电量；ndc表示省区间直流联络线的集合；gd-a表示直流联络线对交流联络线的功率转移分布因子；表示直流联络线l在t时段的传输功率；gj-l表示省区r负荷对交流联络线的功率转移分布因子；ndr表示省区r内的负荷总数；dj,r,t表示省区r在t时段的负荷预测值；表示交流联络线l的网损线性比例系数。

25、进一步的，所述省间一级优化调度成本模型表示为：

26、

27、其中，c1、cgen、ccar、ctra、cwas、ctgc分别表示省间一级优化调度成本、发电成本、碳排放成本、联络线输电成本、网损成本和超额消纳量购买成本；

28、表示常规发电机组的总电能成本；表示新能源机组的总电能成本；t表示时段总数；ner和nger分别表示向省区r提供电力供应的常规发电机组数量和新能源机组数量；k表示报价的总分段数；表示常规机组i在时段t的第k段中标出力；αi,k,r,t表示常规机组i在时段t的第k段电能量申报价格；表示新能源机组m在时段t的第k段中标出力；γm,k,r,t表示新能源机组m在时段t的第k段报价；为常规机组i在时段t的启动费用；

29、为常规发电机组i的碳排放强度；表示常规发电机组i对应的基准碳排放强度；βc表示碳价；

30、表示第l条省区间联络线的输电价格；l表示区域联络线总数；和分别表示第l条省区间联络线在时段t传输的常规能源和新能源功率；

31、ndc和nac分别表示省区间直流联络线和交流联络线的集合；cl,l表示联络线l的网损罚因子；和表示交流联络线和直流联络线和直流联络线的网损；

32、ctgcc为国家超额消纳量价格；ptgc为超额消纳量。

33、进一步的，所述省内二级优化调度成本模型表示为：

34、

35、其中，c2、分别表示省区r的省内二级优化调度成本、省区发电成本、省区碳排放成本、省区超额消纳量购买成本；

36、表示省区r的常规发电机组的总电能成本；表示省区r的新能源机组的总电能成本。

37、进一步的，所述分区功率平衡约束包括区域功率平衡约束、区域正备用容量约束和区域负备用容量约束，分别表示为：

38、

39、其中，和分别表示省区r内的常规机组i和新能源机组m在t时段的总中标出力；ntr表示与省区r相关联的联络线集合；和分别表示省区r内的联络线l在t时段的注入常规能源和新能源功率，正数代表流入省区r；dj,r,t表示省区r在t时段的负荷预测值；

40、表示省区r内发电机组i在时段t内的最大出力；zi,t表示省区r内发电机组i在t时段的启停状态；表示省区r对应的正备用容量需求；tl,t表示与省区r相连的传输线l在t时段的传输功率；

41、表示省区r内发电机组i在时段t内的最小出力；表示省区r对应的负备用容量需求。

42、进一步的，所述新能源消纳责任约束表示为：

43、

44、其中，表示省区r的超额消纳量；μ为省区r的新能源消纳责任权重；表示省区r可交易超额消纳量。

45、进一步的，所述线路潮流约束和断面潮流约束分别表示为：

46、

47、其中，gi-b表示省区r内发电机组i对线路的功率转移分布因子，gl-b表示联络线l对线路的功率转移分布因子，gj-b表示省区r内发电机组i对线路的功率转移分布因子；表示省区r内第b条输电线路的最大输送功率；tl,t表示与省区r相连的传输线l的传输功率；

48、表示省区r内断面s的最大传输功率；gi-5表示省区r内发电机组i对断面潮流的功率转移分布因子；gl-s表示联络线l对断面潮流的功率转移分布因子；gj-s表示省区t内发电机i对断面潮流的功率转移分布因子。

49、本发明至少可以实现下述之一的有益效果：

50、通过考虑跨省区调度的交直流联络线约束和构建省省间一级优化调度成本模型和省内二级优化调度成本模型，逐级求解得到各省间跨区跨省联络线的传输功率，以及各省内的各机组调度方案，有效降低电力系统发电成本，提升新能源的消纳。

51、通过构建直流联络线约束、交流联络线约束，考虑了传输功率限制和网损情况，对省间调度进行精确建模；通过构建线路潮流约束和断面潮流约束，对省内线路传输进行精确建模，提升对调度方案求解的准确性和科学性。

52、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。