有效
一种风光储一体化系统的优化调度方法、装置、终端设备和存储介质
谢平平、刘洋、陆秋瑜、杨银国、向丽玲、朱誉、徐展鹏
广东电网有限责任公司
摘要
本发明公开了一种风光储一体化系统的优化调度方法、装置、终端设备和存储介质,首先对所构建的初始调度模型进行求解,并以初始调度模型最优解对应的目标函数值为基准值,从而根据初始调度模型、偏好因子以及不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统的负面影响最小且系统的功率偏移量小于目标功率偏移量为目标的目标调度模型,由于偏好因子以及不确定程度系数量化了功率不确定性对系统风险或收益的影响,则可以使得在对目标调度模型进行求解从而生成最终的调度变量时,该调度变量可以保证功率的偏移量保持在偏好因子所限定的功率偏移量之内,且使得功率不确定性符合系统偏好要求的范围,则有效减少了系统功率波动,保证电网的稳定性和安全性。
1.一种风光储一体化系统的优化调度方法,其特征在于,包括:根据风光储一体化系统在不同场景下的功率数据以及在不同场景下的功率平均值,构建以系统总送出功率在所有场景中对应的平均绝对偏差最小为目标的初始调度模型;其中,所述初始调度模型的约束条件,包括:风电场出力约束、光伏电站出力约束、储能电站充放电功率约束以及储能电站荷电状态约束;对所述初始调度模型进行求解,在系统总送出功率在所有场景中对应的平均绝对偏差最小时输出初始调度模型当前对应的目标函数值;以所述目标函数值为基准值,并根据初始调度模型、偏好因子以及不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统的负面影响最小且系统的功率偏移量小于目标功率偏移量为目标的目标调度模型;其中,所述偏好因子用于表征系统在面对功率不确定性时的风险容忍程度;所述不确定程度系数用于表征功率不确定性对系统的影响程度;所述目标功率偏移量为偏好因子所限定的功率偏移量;在风电场出力约束、光伏电站出力约束、储能电站充放电功率约束以及储能电站荷电状态约束下,对所述目标调度模型进行求解,在功率不确定性对系统的负面影响最小且系统的功率偏移量小于目标功率偏移量时,生成对应的目标调度变量;其中,所述目标调度变量,包括:目标储能电站充电功率以及目标储能电站放电功率;根据所述目标调度变量,控制风光储一体化系统中储能电站的出力;其中,所述目标调度模型,包括:风险规避模型以及风险偏好模型;所述偏好因子,包括:用于表征系统在面对功率不确定性时的风险规避程度的风险规避因子,以及用于表征系统在面对功率不确定性时对风险与收益之间进行平衡考量的风险偏好程度的风险偏好因子;所述不确定程度系数,包括:用于表征功率不确定性对系统风险的影响程度的第一不确定程度系数,以及用于表征功率不确定性对系统收益的影响程度的第二不确定程度系数;所述目标功率偏移量,包括:风险规避因子所限定的最大功率偏移量,以及风险偏好因子所限定的最小功率偏移量;所述风险规避模型的构建,包括:以所述目标函数值为基准值,并根据初始调度模型、风险规避因子以及第一不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统的风险影响程度最大且功率偏移量不超过最大功率偏移量为目标的风险规避模型;所述风险偏好模型的构建,包括:以所述目标函数值为基准值,并根据初始调度模型、风险偏好因子以及第二不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统收益的影响程度最小且功率偏移量小于最小功率偏移量为目标的风险偏好模型。
2.如权利要求1所述的一种风光储一体化系统的优化调度方法,其特征在于,所述目标调度变量,包括:第一调度变量,或第二调度变量;所述对所述目标调度模型进行求解,在功率不确定性对系统的负面影响最小且系统的功率偏移量小于目标功率偏移量时,生成对应的目标调度变量,包括:在判定偏好因子为风险规避因子时,则在风电场出力约束、光伏电站出力约束、储能电站充放电功率约束以及储能电站荷电状态约束下,对风险规避模型进行求解,在功率不确定性对系统的风险影响程度最大且功率偏移量不超过最大功率偏移量时生成第一调度变量;其中,所述第一调度变量,包括:第一储能电站充电功率以及第一储能电站放电功率;在判定偏好因子为风险偏好因子时,在风电场出力约束、光伏电站出力约束、储能电站充放电功率约束以及储能电站荷电状态约束下,对风险偏好模型进行求解,在功率不确定性对系统收益的影响程度最小且功率偏移量小于最小功率偏移量时生成第二调度变量;其中,所述第二调度变量,包括:第二储能电站充电功率以及第二储能电站放电功率。
3.如权利要求2所述的一种风光储一体化系统的优化调度方法,其特征在于,所述风险规避模型,包括: ; ; ; ; ; ;其中, 为风险规避因子, 为在系统总送出功率在所有场景中对应的平均绝对偏差最小时初始调度模型所对应的目标函数值, 为风险规避模型所对应的目标函数值,T为调度周期, 为风光储一体化系统在第 个场景下 时段的输出功率之和, 为在第 个场景下调度周期 内的功率平均值, 为第s个场景聚类的概率, 为聚类中心点集合, 为第一不确定程度系数; 为 时段用户用电功率与分布式光伏发电功率之和所对应的预设总需求功率, 为用户用电功率与分布式光伏发电功率之间的预测总需求功率; 为功率需求模型,用于表征预测总需求功率 的不确定性;功率需求模型用于求解在第一不确定程度系数 下所对应的预测总需求功率值, 为 时段的用户用电功率, 为 时段的分布式光伏发电功率, 为风电场在第 个场景下 时段的出力, 为光伏电站在第 个场景下 时段的出力, 为储能电站在第 个场景下 时段的充电功率, 为储能电站在第 个场景下 时段的放电功率;所述风险偏好模型,包括: ; ; ; ; ; ;其中, 为风险偏好因子, 为第二不确定程度系数, 为风险偏好模型所对应的目标函数值。
4.如权利要求1所述的一种风光储一体化系统的优化调度方法,其特征在于,所述不同场景下的功率数据的生成过程,包括:获取不同场景下的用户用电功率、分布式光伏发电功率、风电场的出力预测偏差历史数据以及光伏电站的出力预测偏差历史数据;将风电场的各个出力预测偏差历史数据以及光伏电站的各个出力预测偏差历史数据分别进行拟合,生成用于表征风电场预测出力偏差程度的第一概率密度函数以及用于表征光伏电站预测出力偏差程度的第二概率密度函数;根据所述第一概率密度函数、第二概率密度函数以及相关性系数,构建用于表征风电场和光伏电站之间预测偏差相关性的联合分布概率模型;其中,所述相关性系数用于表征风电场和光伏电站预测出力偏差之间的相关性;基于所述第一概率密度函数和第二概率密度函数,对所述联合分布概率模型进行求解,生成不同场景对应的风电场出力预测偏差数据以及不同场景对应的光伏电站出力预测偏差数据;根据不同场景下的风电场出力预测偏差数据、光伏电站出力预测偏差数据、用户用电功率以及分布式光伏发电功率,生成不同场景所对应的功率数据。
5.如权利要求4所述的一种风光储一体化系统的优化调度方法,其特征在于,所述生成不同场景对应的风电场出力预测偏差数据以及不同场景对应的光伏电站出力预测偏差数据,包括:随机生成所述联合分布概率模型对应的待选样本;将各个待选样本按照从小到大的顺序排序,生成对应的列向量;其中,所述列向量的首尾两端分别为第一概率密度函数、第二概率密度函数所对应的预设端点值;将所述列向量分成若干个区间,基于样条插值法构建每一区间对应的样条多项式;将各个待选样本代入对应的样条多项式,生成风电场的预测出力偏差值以及光伏电站的预测出力偏差值;将风电场的各个预测出力偏差值以及光伏电站的各个预测出力偏差值分别进行场景聚类,生成不同场景对应的风电场出力预测偏差数据以及不同场景对应的光伏电站出力预测偏差数据。
6.一种风光储一体化系统的优化调度装置,其特征在于,包括:初始调度模型构建模块、第一求解模块、目标调度模型构建模块、第二求解模块以及出力控制模块;所述初始调度模型构建模块,用于根据风光储一体化系统在不同场景下的功率数据以及在不同场景下的功率平均值,构建以系统总送出功率在所有场景中对应的平均绝对偏差最小为目标的初始调度模型;其中,所述初始调度模型的约束条件,包括:风电场出力约束、光伏电站出力约束、储能电站充放电功率约束以及储能电站荷电状态约束;所述第一求解模块,用于对所述初始调度模型进行求解,在系统总送出功率在所有场景中对应的平均绝对偏差最小时输出初始调度模型当前对应的目标函数值;所述目标调度模型构建模块,用于以所述目标函数值为基准值,并根据初始调度模型、偏好因子以及不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统的负面影响最小且系统的功率偏移量小于目标功率偏移量为目标的目标调度模型;其中,所述偏好因子用于表征系统在面对功率不确定性时的风险容忍程度;所述不确定程度系数用于表征功率不确定性对系统的影响程度;所述目标功率偏移量为偏好因子所限定的功率偏移量;其中,所述目标调度模型,包括:风险规避模型以及风险偏好模型;所述偏好因子,包括:用于表征系统在面对功率不确定性时的风险规避程度的风险规避因子,以及用于表征系统在面对功率不确定性时对风险与收益之间进行平衡考量的风险偏好程度的风险偏好因子;所述不确定程度系数,包括:用于表征功率不确定性对系统风险的影响程度的第一不确定程度系数,以及用于表征功率不确定性对系统收益的影响程度的第二不确定程度系数;所述目标功率偏移量,包括:风险规避因子所限定的最大功率偏移量,以及风险偏好因子所限定的最小功率偏移量;所述风险规避模型的构建,包括:以所述目标函数值为基准值,并根据初始调度模型、风险规避因子以及第一不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统的风险影响程度最大且功率偏移量不超过最大功率偏移量为目标的风险规避模型;所述风险偏好模型的构建,包括:以所述目标函数值为基准值,并根据初始调度模型、风险偏好因子以及第二不确定程度系数,构建以功率不确定性对系统收益的影响程度最小且功率偏移量小于最小功率偏移量为目标的风险偏好模型;所述第二求解模块,用于在风电场出力约束、光伏电站出力约束、储能电站充放电功率约束以及储能电站荷电状态约束下,对所述目标调度模型进行求解,在功率不确定性对系统的负面影响最小且系统的功率偏移量小于目标功率偏移量时,生成对应的目标调度变量;其中,所述目标调度变量,包括:目标储能电站充电功率以及目标储能电站放电功率;所述出力控制模块,用于根据所述目标调度变量,控制风光储一体化系统中储能电站的出力。
7.一种终端设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的一种风光储一体化系统的优化调度方法。
8.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的一种风光储一体化系统的优化调度方法。



