考虑风电出力不确定性的节能发电调度的决策风险计算机评价方法

摘要

本发明涉及一种电力系统调度自动化系统中调度数据处理方法，特别是一种考虑风电出力不确定性的节能发电调度的决策风险计算机评价方法，根据调度系统给出的各种预测数据和统计数据以及统计规律进行情景生成，形成各种不同的情景决策，然后根据各种约束条件对各种情景决策进行评价计算，最后对评价指标进行判断比对，综合各情景决策，得到决策风险评价。充分考虑了风火电等出力不确定的因素，从而有效减小实际出力与申报值的偏差，使得系统运行的实际成本能够尽可能的与期望成本吻合或者低于期望成本，为实际调度提供了有力的技术支持和数据基础。

主权项

1.考虑风电出力不确定性的节能发电调度的决策风险计算机评价方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一种情景生成模块，其从电力调度系统中提取风电预测数据、统计数据，采用拉丁超立方采样的方法获得复数个情景数据，并组成情景集合，一个情景数据表征一种可能的确定性情形；提供一种情景削减模块，采用基于Kantorovich距离的情景削减技术，计算各个情景数据的概率，并去除设定值以下概率的情景；并将概率相同或相近的情景进行合并；提供一种数据处理模块，其根据削减后的情景集合进行如下处理：首先计算各个情景中运行费用的最小决策风险期望值作为评价指标：$\min R_{-}=\underset{s\in S}{\Sigma }{p}_s{|M_E-M_s|}_{-}$$=\underset{s\in S}{\Sigma }{p}_s{|\underset{s\in S}{\Sigma }{p}_s{M}_s-M_s|}_{-}$其中R-表示半绝对离差风险，对任意实数v，其半绝对离差定义为|v|_-=max{0,-v}S表示情景削减之后的情景集合，M_E为该集合中所有情景运行费用的期望值，p_s表示情景s发生的概率，Ms表示情景s的运行总费用；其中：Ms表示为$M_s=\underset{g\in G}{\Sigma }\underset{t\in T}{\Sigma }{\mathrm{CP}}_g^s\left(t\right)+C{U}_g^s\left(t\right)+C{D}_g^s\left(t\right)$其中G为火电机组的集合，T为调度时段的集合，分别为情景s中机组g在t时段的运行成本、起动费用和停机费用，其分别为：$C{P}_g^s\left(t\right)=a_g{v}_g\left(t\right)+b_g{P}_g^s\left(t\right)$$C{U}_g\left(t\right)={\left|K_g\right[v_g(t-1)-v_g\left(t\right)\left]\right|}_{-}$$C{D}_g\left(t\right)={\left|C_g\right[v_g\left(t\right)-v_g(t-1)\left]\right|}_{-}$其中为机组g在t时段的出力，ag、bg为机组运行成本曲线的相关参数，vg(t)为表示机组g在t时段状态的0-1变量，0表示关停，1表示运行。Kg、Cg分别为机组g起动、停机一次的费用常数；M_E为运行总费用的期望值不超过电网运营者的设定值M0，即满足如下约束：$M_E=\underset{s\in S}{\Sigma }{p}_s{M}_s\le M_0$上述各参数需满足以下各约束条件：调整量约束：$-{\Delta }_g^L\le P_g^s\left(t\right)-P_g^{\mathrm{avg}}\left(t\right)\le {\Delta }_g^U$$P_g^{\mathrm{avg}}\left(t\right)=\underset{s\in S}{\Sigma }{p}_s{P}_g^s\left(t\right)$其中为火电机组g在时段t各情景下出力的加权平均值，将作为机组组合计划值下发，和分别为火电机组g快速调整量的上、下限；系统负荷平衡：忽略网络损耗，$\forall s\in S,$$\forall t\in T,$满足$\underset{g\in G}{\Sigma }{P}_g^s\left(t\right)+\underset{w\in W}{\Sigma }{P}_w^s\left(t\right)=D\left(t\right)$其中G为火电机组的集合，W为风电机组的集合，表示情景s中风电机组w在t时段的出力，D(t)为系统在t时段的负荷需求；旋转备用约束：$\forall s\in S,$$\forall t\in T,$满足$\underset{g\in G}{\Sigma }{P}_{g\max }{v}_g\left(t\right)+\underset{w\in W}{\Sigma }{P}_w^s\left(t\right)\ge D\left(t\right)+R\left(t\right)$其中，P_gmax为火电机组g出力的上限，R(t)为系统在t时段的旋转备用容量需求；机组出力及爬坡约束：以RUg表示机组g的爬坡速率，RDg表示机组g的滑坡速率，得到机组的出力限制及爬坡约束：$P_{g\min }{v}_g\left(t\right)\le P_g^s\left(t\right)\le P_{g\max }{v}_g\left(t\right)$$P_g^s\left(t\right)-P_g^s(t-1)\le \left\{\begin{array}{cc}R{U}_g,& \mathrm{if}{v}_g(t-1)=v_g\left(t\right)=1\\ P_{g\min },& \mathrm{if}{v}_g(t-1)=0,v_g\left(t\right)=1\\ 0,& \mathrm{if}{v}_g(t-1)=1,v_g\left(t\right)=0\end{array}\right.$$P_g^s\left(t\right)-P_g^s(t-1)\ge \left\{\begin{array}{cc}-R{D}_g,& \mathrm{if}{v}_g(t-1)=v_g\left(t\right)=1\\ P_{g\min },& \mathrm{if}{v}_g(t-1)=0,v_g\left(t\right)=1\\ -P_{g\min },& \mathrm{if}{v}_g(t-1)=1,v_g\left(t\right)=0\end{array}\right.$最小起停时间约束：$\forall g\in G,$满足$\underset{t=1}{\overset{U_g}{\Sigma }}[1-v_g\left(t\right)]=0$$\underset{n=t}{\overset{t+{\mathrm{UT}}_g-1}{\Sigma }}{v}_g\left(n\right)\ge {\mathrm{UT}}_g[v_g\left(t\right)-v_g(t-1)],\forall t=U_g+1,...,T-{\mathrm{UT}}_g+1$$\underset{n=t}{\overset{T}{\Sigma }}\{v_g\left(n\right)-[v_g\left(t\right)-v_g(t-1)\left]\right\}\ge 0,\forall t=T-{\mathrm{UT}}_g+2,...,T$其中UT_g为机组g的最小起动时间，为机组g在调度周期的第1个时段之前在线的时长，V_g(0)为机组g的初始状态，表示初始时段机组g必须在线的时长；将所获得的评价指标与设定的风险期望值进行对比，若是计算获得的评价指标小于设定的风险期望值，则表示相应决策风险为零，标示为可执行的调度决策；若是计算获得的评价指标大于设定的风险期望值，则其差值为其决策风险值，标示为需进行调整的调度决策。