有效
一种风光火储系统调控方法、装置、终端设备及存储介质
谢平平、杨银国、刘洋、陈玥、陆秋瑜、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火储系统调控方法、装置、终端设备及存储介质,方法包括:获取风光火储系统的基础数据;根据基础数据,以综合成本最小为目标,构建风光火储系统调控模型的目标函数,及目标函数的潮流约束、备用约束、二次调频约束、火电运行约束、储能运行约束、风电运行约束和光伏运行约束;在各约束下,对所述目标函数进行迭代求解,生成综合成本最小时,风光火储系统的调控策略,并根据所述调控策略对风光火储系统进行调控;其中,在对目标函数进行迭代求解之前,根据各约束将目标函数分解为空间维度问题和时间维度问题;在迭代求解时,对空间维度问题和时间维度问题进行并行求解,在达到预设收敛条件时,生成所述调控策略。
1.一种风光火储系统调控方法,其特征在于,包括:获取风光火储系统的基础数据;其中,所述基础数据包括:火电机组运行数据、风电机组运行数据、光伏机组运行数据和储能设备运行数据;根据所述基础数据,以运行成本、调频备用成本和二次调频响应成本的综合成本最小为目标,构建风光火储系统调控模型的目标函数;并基于所述基础数据构建所述目标函数的潮流约束、备用约束、二次调频约束、火电运行约束、储能运行约束、风电运行约束和光伏运行约束;其中,潮流约束、备用约束、二次调频约束、风电运行约束和光伏运行约束属于空间维度,火电运行约束和储能运行约束属于时间维度;在各约束下,对所述目标函数进行迭代求解,生成综合成本最小时,风光火储系统的调控策略,并根据所述调控策略对风光火储系统进行调控;所述调控策略包括:火电机组的有功出力、火电机组的开停状态、火电机组的备用容量、火电机组的二次调频功率、储能设备充电功率、储能设备放电功率、储能设备的备用容量、储能设备的二次调频功率、光伏机组的有功出力和风电机组的有功出力;其中,在对目标函数进行迭代求解之前,根据各约束将目标函数分解为空间维度问题和时间维度问题;在迭代求解时,对空间维度问题和时间维度问题进行并行求解,对空间维度问题中的若干空间维度子问题进行迭代求解,对时间维度问题中的若干时间维度子问题进行迭代求解,在达到预设收敛条件时,生成所述调控策略。
2.如权利要求1所述的一种风光火储系统调控方法,其特征在于,在根据各约束将目标函数分解为空间维度问题和时间维度问题之前,还包括:根据火电运行约束确定时间维度下的第一耦合变量;其中,所述第一耦合变量包括:火电机组的有功出力、火电机组的开停状态、火电机组二次调频的备用容量和火电机组二次调频功率;根据储能运行约束确定时间维度下的第二耦合变量;其中,所述第二耦合变量包括:储能设备充电功率、储能设备放电功率、储能设备的备用容量和储能设备的二次调频功率;根据第一耦合变量生成空间维度下对应的第一复制变量,根据第二耦合变量生成空间维度下对应的第二复制变量,并根据第一耦合变量、第二耦合变量、第一复制变量和第二复制变量构建变量一致性约束;获取第一耦合变量的第一拉格朗日乘子、第二耦合变量的第二拉格朗日乘子和罚系数;根据变量一致性约束、第一拉格朗日乘子、第二拉格朗日乘子、罚系数和目标函数构建所述目标函数的增广拉格朗日函数。
3.如权利要求2所述的一种风光火储系统调控方法,其特征在于,所述根据各约束将目标函数分解为空间维度问题和时间维度问题,包括:根据所述目标函数的增广拉格朗日函数、潮流约束、风电运行约束、光伏运行约束、备用容量约束和二次调频约束确定所述空间维度问题;根据所述目标函数的增广拉格朗日函数、火电运行约束、储能运行约束、备用容量约束和二次调频约束确定所述时间维度问题。
4.如权利要求3所述的一种风光火储系统调控方法,其特征在于,所述在迭代求解时,对空间维度问题和时间维度问题进行并行求解,对空间维度问题中的若干空间维度子问题进行迭代求解,对时间维度问题中的若干时间维度子问题进行迭代求解,包括:对于每一迭代求解过程,对当前迭代时刻下的空间维度问题和当前迭代时刻下的时间维度问题进行并行求解;其中,对于空间维度问题中的若干空间维度子问题,在潮流约束、风电运行约束、光伏运行约束、备用容量约束和二次调频约束的约束下进行迭代求解,得到当前迭代时刻下的光伏机组的有功出力、当前迭代时刻下的风电机组的有功出力、当前迭代时刻下的第一复制变量和当前迭代时刻下的第二复制变量;对于时间维度问题中的若干时间维度子问题,在火电运行约束、储能运行约束、备用容量约束和二次调频约束的约束下进行求解,得到当前迭代时刻下第一耦合变量和当前迭代时刻下的第二耦合变量。
5.如权利要求4所述的一种风光火储系统调控方法,其特征在于,所述预设收敛条件,具体为:当前迭代时刻的对偶变量残差不大于预设收敛精度;其中,当前迭代时刻下的对偶变量残差,根据当前迭代时刻下的第一耦合变量、当前迭代时刻下的第二耦合变量、当前迭代时刻下的第一复制变量和当前迭代时刻下的第二复制变量确定。
6.如权利要求4所述的一种风光火储系统调控方法,其特征在于,在对当前迭代时刻下的空间维度问题和当前迭代时刻下的时间维度问题进行并行求解之后,还包括:根据当前迭代时刻的第一拉格朗日乘子、罚系数、下一迭代时刻的第一耦合变量和下一迭代时刻的第一复制变量,生成下一迭代时刻的第一拉格朗日乘子;根据当前迭代时刻的第二拉格朗日乘子、罚系数、下一迭代时刻的第二耦合变量和下一迭代时刻的第二复制变量,生成下一迭代时刻的第二拉格朗日乘子。
7.如权利要求1所述的一种风光火储系统调控方法,其特征在于,所述风光火储系统调控模型的目标函数,具体为:其中,C表示目标函数;G为火电集合;W为风电集合;P为光伏集合;B为储能集合;M为调频场景集合; 为火电机组i在t时段的运行成本; 为火电机组i在t时段的有功出力; 为火电机组i在t时段的开停状态; 为储能设备i在t时段的运行成本; 为储能设备i在t时段的充电功率; 为储能设备i在t时段的放电功率; 为风电机组i在t时段的运行成本; 为风电机组i在t时段的有功出力; 为光伏机组i在t时段的运行成本; 为光伏机组i在t时段的有功出力; 为火电机组i的调频备用容量成本系数; 为火电机组i在t时段二次调频的上备用容量; 为火电机组i在t时段二次调频的下备用容量; 为储能设备i的调频备用容量成本系数; 为储能设备i在t时段二次调频的上备用容量; 为储能设备i在t时段二次调频的下备用容量; 为火电机组i的频率响应成本系数; 为火电机组i在场景m中时段τ的二次调频功率; 为储能设备i的频率响应成本系数; 为储能设备i在场景m中时段τ的二次调频功率;a i 、b i 和c i 为火电机组i的运行成本系数; 为火电机组i的开机成本; 为火电机组i的停机成本; 为储能设备i的充电成本系数; 为储能设备i的放电成本系数; 为风电机组i的运行成本系数; 为风电机组i的弃风电量惩罚系数; 为风电机组i在时段t的预测出力值; 为光伏机组的运行成本系数; 为光伏机组i的弃光电量惩罚系数; 为光伏机组i在时段t的预测出力值。
8.一种风光火储系统调控装置,其特征在于,包括:数据获取模块、模型构建模块和模型求解及调控模块;所述数据获取模块,用于获取风光火储系统的基础数据;其中,所述基础数据包括:火电机组运行数据、风电机组运行数据、光伏机组运行数据和储能设备运行数据;所述模型构建模块,用于根据所述基础数据,以运行成本、调频备用成本和二次调频响应成本的综合成本最小为目标,构建风光火储系统调控模型的目标函数;并基于所述基础数据构建所述目标函数的潮流约束、备用约束、二次调频约束、火电运行约束、储能运行约束、风电运行约束和光伏运行约束;其中,潮流约束、备用约束、二次调频约束、风电运行约束和光伏运行约束属于空间维度,火电运行约束和储能运行约束属于时间维度;所述模型求解及调控模块,用于在各约束下,对所述目标函数进行迭代求解,生成综合成本最小时,风光火储系统的调控策略,并根据所述调控策略对风光火储系统进行调控;所述调控策略包括:火电机组的有功出力、火电机组的开停状态、火电机组的备用容量、火电机组的二次调频功率、储能设备充电功率、储能设备放电功率、储能设备的备用容量、储能设备的二次调频功率、光伏机组的有功出力和风电机组的有功出力;其中,在对目标函数进行迭代求解之前,根据各约束将目标函数分解为空间维度问题和时间维度问题;在迭代求解时,对空间维度问题和时间维度问题进行并行求解,对空间维度问题中的若干空间维度子问题进行迭代求解,对时间维度问题中的若干时间维度子问题进行迭代求解,在达到预设收敛条件时,生成所述调控策略。
9.一种终端设备,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7中任意一项所述的一种风光火储系统调控方法。
10.一种存储介质,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7中任意一项所述的一种风光火储系统调控方法。



