国网宁夏电力有限公司电力科学研究院;国电南瑞科技股份有限公司电网安全稳定控制技术分公司马鑫获国家专利权
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龙图腾网获悉国网宁夏电力有限公司电力科学研究院;国电南瑞科技股份有限公司电网安全稳定控制技术分公司申请的专利考虑安全校核的电能量与备用服务联合出清的方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118157107B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410218443.1,技术领域涉及:H02J3/008;该发明授权考虑安全校核的电能量与备用服务联合出清的方法及系统是由马鑫;李宏强;李旭涛;顾文波;周雷;薛飞;王小立;杨慧彪;张汉花;顾雨嘉;张宁博;陈永华;周金剑;王忠明;尹旭阳;林国森;孙远;潘中中;朱林;顾翾;杨点山设计研发完成,并于2024-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本考虑安全校核的电能量与备用服务联合出清的方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供考虑安全校核的电能量与备用服务联合出清的方法及系统,属于电力系统调度运行技术领域。包括:建立系统上备用和下备用不足的风险成本模型;基于风险成本模型,建立以运行成本最小化为目标的电能量和备用市场联合出清模型;基于电能量和备用市场联合出清模型,针对新能源出力不确定性建立鲁棒优化模型;通过对鲁棒优化模型进行求解得出最优备用容量及系统备用主体的最优中标备用容量,对最优备用容量进行N‑1安全校验,对不满足N‑1安全校验的情况,调整最优备用容量,并将调整更新后的最优备用容量重新优化出清,得到满足N‑1安全校验的系统备用主体的最优中标备用容量。
本发明授权考虑安全校核的电能量与备用服务联合出清的方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种考虑安全校核的电能量与备用服务联合出清的方法,其特征在于,包括: 步骤S1,建立系统上备用和下备用不足的风险成本模型; 步骤S2,基于所述风险成本模型,建立以运行成本最小化为目标的电能量和备用市场联合出清模型; 步骤S3,基于所述电能量和备用市场联合出清模型,针对新能源出力不确定性建立鲁棒优化模型; 步骤S4,通过对所述鲁棒优化模型进行求解得出最优备用容量及系统备用主体的最优中标备用容量; 目标函数minf为: ; 式中,ΩG为所有机组集合;ΩT为统计时间集合;ΩIL、ΩSL分别为可中断、可转移负荷集合;CPi,t为常规机组i在时刻t的发电成本报价函数;与分别为常规机组i在时刻t上备用容量的中标状态变量、下备用容量的中标状态变量,取值为1表示中标、取值为0表示未中标;、分别为常规机组i在上备用市场中的报价函数、以及在下备用市场中的报价函数;为可中断负荷j在上备用市场中的报价函数;、分别为可转移负荷k在上、下备用市场中的报价函数;Si为常规机组i的启动成本;为常规机组i在时刻t的启停状态变量,取值为1表示开机、取值为0表示停机;为可中断负荷j在时刻t的状态变量,取值为1表示可中断、取值为0表示不可中断;与分别为可转移负荷k在时刻t上、下备用容量的中标状态变量,取值为1表示中标、取值为0表示未中标;为风险成本; 鲁棒优化模型采用的约束条件包括系统功率平衡、常规机组最小开停机时间约束、常规机组备用能力约束、柔性负荷约束、线路安全约束机组爬坡速率约束和考虑备用市场后机组出力上下限约束; 对所述最优备用容量进行N-1安全校验,对不满足N-1安全校验的情况,将系统总备用容量Rt调整为设定的系统运行的最大容量机组的单机容量,采用目标函数,将系统总备用容量在机组和柔性负荷之间进行重新出清,得到满足N-1安全校验的系统备用主体的最优中标备用容量: ; 所述系统备用主体包括机组和柔性负荷,柔性负荷包括可中断负荷和可转移负荷,系统最优备用容量由各机组及柔性负荷中标备用容量组成; 所述步骤S4包括: 步骤S41,设置系统及运算参数,对所述鲁棒优化模型的目标函数进行求解,得到所述最优备用容量; 步骤S42,面向机组故障,对所述步骤S41中优化得到的系统备用进行N-1安全校验,具体为:设系统运行的最大容量机组的单机容量为,为时刻t系统的上备用容量,若,则满足安全校验,转至执行步骤S44;否则,转至执行步骤S43; 步骤S43,将系统总备用容量Rt确定为,利用CPLEX求解目标函数,将系统总备用容量在机组和柔性负荷之间进行重新出清;其中,目标函数的约束条件为: ; 式中,为常规机组i在时刻t中标的上备用容量;、分别为可中断负荷j、可转移负荷k在时刻t中标的上备用容量; 步骤S44,面向线路故障,对各机组及柔性负荷中标备用容量进行N-1安全校验,包括: 步骤S441,从线路集合ΩB中,选取线路b; 步骤S442,修改约束用于模拟线路b故障,修改后的约束为: ; ; ; 式中,ab为0-1变量,表示线路b是否投切,取0表示切除该线路,1表示不切除;计算集合元素个数;Pi,t为机组i在时刻t的出清量;ΩW为风电机组集合;为风电机组w在时刻t出力预测值;ΩPV为光伏机组集合;为光伏机组n在时刻t出力预测值;ΩE为系统节点集合;为节点e在时刻t所带负荷的预测值;下角标中的、分别表示线路b的始端、末端;为t时刻系统功率盈余;为t时刻系统功率缺额;ffrb,t、ftob,t分别为故障场景下t时刻线路b始端、末端向系统注入的潮流;δD,t为时刻t净负荷预测误差;PDC,t为所有省际联络线在时刻t的总功率;fb,t为故障场景下t时刻线路b的直流潮流;xb为线路b的电抗;θfrb,t、θtob,t分别为故障场景下t时刻线路b始端、末端的电压相角; 步骤S443,遍历所有线路,采用启发式算法优化最差线路故障场景下的目标函数;若优化得到<且<,则认为通过最差故障场景下的线路安全校验,并且结束校验流程,其中,为时刻t系统的下备用容量;否则,重置系统总备用容量,再按所述步骤S43中目标函数在机组和柔性负荷之间进行重新出清,其中,重置系统总备用容量的约束条件为: ; ; 式中,为可转移负荷k在时刻t中标的下备用容量;为常规机组i在时刻t中标的下备用容量。
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