基于多资源时空耦合特性的电网调度方法及系统与流程
本发明属于电网运行调度与控制领域，具体涉及一种基于多资源时空耦合特性的电网调度方法及系统。
背景技术：
1、随着新能源占比的不断提高，系统等效负荷呈现峡谷型曲线特征，源荷时空错配叠加调节资源缺乏，新能源大发时消纳难和新能源少发时电力保障供应难的矛盾凸显。新能源最小保证出力水平低，供电保障难度大，需要与大电网、兜底电源和其他类型灵活调节资源等配合实现供电保障；新能源低出力时段，电力系统需要常规电源等非新能源机组实现功率平衡；新能源长时间高出力则给系统消纳带来巨大挑战。
2、新能源超高速、超预期发展，电网调度面临高比例新能源接入下的消纳与保供矛盾难题。与此同时，系统调节资源不断增加，系统灵活性调节潜力巨大，亟需充分利用好灵活煤电、新型储能、特高压直流、可调节负荷等调度资源。目前采用scuc(security-constrained unit commitment)模型，即安全约束机组组合模型在电力系统中用于确定机组出力计划和储能电站充放电计划，旨在满足特定时段内负荷需求的同时，尽可能降低成本，并确保电力系统的安全稳定运行；而目前现有方法没有考虑新能源发电在不同时期内发电量对整个电网系统的影响，导致电网调度不及时，灵活性差的问题。特别是在实时调度中，需要快速得到调度结果，这对计算效率提出了更高的要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于多资源时空耦合特性的电网调度方法及系统，以克服现有方法没有考虑新能源发电在不同时期内发电量对整个电网系统的影响，导致电网调度不及时，灵活性差的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、本发明第一方面，提供一种基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，包括以下步骤：
4、基于煤电机组模型、特高压直流耦合模型和电制氢负荷集群调度聚合模型构建多资源协调优化调度模型；
5、基于煤电机组运行约束、特高压直流运行约束和制氢负荷运行约束对多资源协调优化调度模型进行优化，基于优化后的多资源协调优化调度模型得到机组启停安排、特高压直流输电计划，以及多资源发用电计划。
6、优选的，对多资源协调优化调度模型进行优化的优化目标包括调度周期内运行成本、新能源弃电量和系统碳排放量。
7、优选的，所述调度周期内运行成本包括发电成本、可调节负荷调节成本、电制氢调节成本和储能充放电补偿成本。
8、优选的，对多资源协调优化调度模型进行优化具体为将新能源弃电量、系统碳排放量转化为成本，与调度周期内运行成本联合优化，通过cplex方法根据多资源协调优化调度模型的目标函数进行目标优化求解，即可得到优化后机组启停安排、特高压直流输电计划，以及多资源发用电计划。
9、优选的，所述煤电机组运行约束包括成本约束、机组加/减负荷速率约束、机组深度调峰最小运行时间约束和机组出力上下限约束。
10、优选的，所述特高压直流运行约束包括输电功率限额约束、输送功率调整速率约束、相邻时段不能反向调整功率约束、特高压直流调整次数限制约束、已达成交易电力约束、煤电开机台数与输电功率限额关系约束。
11、优选的，制氢负荷运行约束包括制氢负荷功率上下限约束、加减负荷速率约束和储氢约束。
12、本发明第二方面，基于多资源时空耦合特性的电网调度系统，包括模型优化模块及电网调度模块；
13、模型优化模块，用于基于煤电机组模型、特高压直流耦合模型和电制氢负荷集群调度聚合模型构建多资源协调优化调度模型；基于煤电机组运行约束、特高压直流运行约束和制氢负荷运行约束对多资源协调优化调度模型进行优化；
14、电网调度模块，用于基于优化后的多资源协调优化调度模型得到机组启停安排、特高压直流输电计划，以及多资源发用电计划。
15、本发明第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于多资源时空耦合特性的电网调度方法的步骤。
16、本发明第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于多资源时空耦合特性的电网调度方法的步骤。
17、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
18、本发明提供一种基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，基于煤电机组模型、特高压直流耦合模型和电制氢负荷集群调度聚合模型构建多资源协调优化调度模型；基于煤电机组运行约束、特高压直流运行约束和制氢负荷运行约束对多资源协调优化调度模型进行优化，基于优化后的多资源协调优化调度模型得到机组启停安排、特高压直流输电计划，以及多资源发用电计划，本发明充分考虑了新型电力系统建设需求，构建了考虑煤电机组深调特性、电制氢新型资源、特高压直流调节能力的多资源多目标优化调度模型，通过多资源协同配合运行，实现系统调节能力的提升，缓解新能源消纳与电力保供压力，适应新型电力系统的发展和应用。
技术特征：
1.基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，所述基于煤电机组运行约束、特高压直流运行约束和制氢负荷运行约束对多资源协调优化调度模型进行优化的步骤中，对多资源协调优化调度模型进行优化的优化目标包括调度周期内运行成本、新能源弃电量和系统碳排放量。
3.根据权利要求2所述的基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，所述调度周期内运行成本包括发电成本、可调节负荷调节成本、电制氢调节成本和储能充放电补偿成本。
4.根据权利要求2所述的基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，所述基于煤电机组运行约束、特高压直流运行约束和制氢负荷运行约束对多资源协调优化调度模型进行优化的步骤中，对多资源协调优化调度模型进行优化具体为将新能源弃电量、系统碳排放量转化为成本，与调度周期内运行成本联合优化，通过cplex方法根据多资源协调优化调度模型的目标函数进行目标优化求解，得到优化后机组启停安排、特高压直流输电计划，以及多资源发用电计划。
5.根据权利要求2所述的基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，所述煤电机组运行约束包括成本约束、机组加/减负荷速率约束、机组深度调峰最小运行时间约束和机组出力上下限约束。
6.根据权利要求2所述的基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，所述特高压直流运行约束包括输电功率限额约束、输送功率调整速率约束、相邻时段不能反向调整功率约束、特高压直流调整次数限制约束、已达成交易电力约束、煤电开机台数与输电功率限额关系约束。
7.根据权利要求2所述的基于多资源时空耦合特性的电网调度方法，其特征在于，制氢负荷运行约束包括制氢负荷功率上下限约束、加减负荷速率约束和储氢约束。
8.基于多资源时空耦合特性的电网调度系统，其特征在于，包括模型优化模块及电网调度模块；
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于多资源时空耦合特性的电网调度方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于多资源时空耦合特性的电网调度方法的步骤。
技术总结
本发明公开了一种基于多资源时空耦合特性的电网调度方法及系统，基于煤电机组模型、特高压直流耦合模型和电制氢负荷集群调度聚合模型构建多资源协调优化调度模型；基于煤电机组运行约束、特高压直流运行约束和制氢负荷运行约束对多资源协调优化调度模型进行优化，基于优化后的多资源协调优化调度模型得到机组启停安排、特高压直流输电计划，以及多资源发用电计划，本发明充分考虑了新型电力系统建设需求，构建了考虑煤电机组深调特性、电制氢新型资源、特高压直流调节能力的多资源多目标优化调度模型，通过多资源协同配合运行，实现系统调节能力的提升，缓解新能源消纳与电力保供压力，适应新型电力系统的发展和应用。
技术研发人员：郭晓蕊,吕建虎,孙大雁,米宁,杨军峰,耿建,杨胜春,耿天翔,陈晨,张静忠,周竞,夏秋,滕孟杰,史磊,马冬冬,赵宇鸿,刘超
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5