【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新型電力系統靈活性評估領域，特別是涉及一種供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法。
技術介紹
1、在以可再生能源為主體的新型電力系統中，高滲透新能源發電的隨機性、間歇性等導致電力系統的運行難度劇增，傳統機組的靈活性供給能力不能應對現有的靈活性需求，因此需要進行新型電力系統的靈活性研究；國際能源署定義電力系統靈活性：“在一定經濟運行條件下，電力系統對供應或負荷大幅波動做出快速響應的能力”；現有技術中，電力系統靈活性一直難以具體量化，且多種靈活性資源之間的合作優化效應也需考慮；因此，需要設計一種考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法來解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，包含中期運行模擬、短期運行模擬和超短期運行模擬三個階段，解決了現有技術電力系統靈活性一直難以具體量化，且多種靈活性資源之間的合作優化效應難以計量的問題。
2、為實現上述技術效果，本專利技術所采用的技術方案是：
3、考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，包括以下步驟：
4、s1，獲取電力系統的基礎數據，包括新能源歷史出力數據、負荷數據、各火電機組信息和靈活性資源信息；
5、s2，建立電力系統供需靈活性量化模型，分別對靈活性需求側與供給側進行量化；
6、s3，建立多時間尺度運行模擬模型，包含典型周、典型日和典型時段運行模擬三個階
7、s4，對模型進行求解并利用松弛技術提高計算的魯棒性。
8、優選地，步驟s2中，需求側量化對象包括風電、光伏類可再生能源和負荷；考慮多時間尺度波動特性的靈活性需求量化為：
9、考慮可再生能源出力受到天氣條件等不確定性的影響和優先消納可再生能源的需求，故將可再生能源出力與負荷按時序關系對應疊加等效為凈負荷：
10、pnl,t＝lt-pre,t；
11、其中，pnl,t、pre,t、lt分別表示t時刻處凈負荷功率、可再生能源出力和負荷；
12、fne,t＝pnl,t+1-pnl,t；
13、其中，pnl,t和pnl,t+1分別為系統t時刻和t+1時刻的凈負荷功率。
14、優選地，步驟s2中，考慮多時間尺度波動特性的靈活性供給量化包括：
15、為了高效、精準地匹配各時間尺度下的靈活性需求，根據源-荷-儲靈活性資源機組多時間尺度出力特性，將靈活性機組劃分為三類，分別是以電力電子儲能設備、需求側可控負荷以及靈活性改造后的火電機組為代表的分鐘級、刻鐘級和小時級靈活調節機組；
16、電力系統中的常規機組以火電機組為主，其具有選址靈活，建設周期短，技術完善等優點，但其受限于調度指令而導致爬坡速率低，只能提供有限的靈活性供給，靈活性調節能力較差；
17、常規機組靈活性供給表示為：
18、
19、其中，分別為時段t常規火電機組g的上、下調靈活性；分別為g在時段t的出力和最大、最小出力；分別為g的上、下爬坡速率；δt為調節時間間隔；
20、常規火電機組無法頻繁迅速地調節出力狀態，改造后的火電機組具有最低技術出力低、爬坡速度快等優勢，能夠參與小時級等其他時間尺度下的靈活性調節；
21、靈活性改造機組的靈活性供給表示為：
22、
23、其中，分別為時段t靈活性改造火電機組f的上、下調靈活性；分別為f的最大、最小出力和在時段t的出力；分別為f的上、下爬坡速率；
24、新型電力系統在需求側的靈活性主要來源于電力負荷需求響應，本文系統負荷資源以可控負荷為主，又分為可轉移負荷和可中斷負荷；二者可同時實現10分鐘級和中長期等不同時間尺度的反應，迅速適應系統需求側的變化要求，提高電力系統靈活性；可控負荷的靈活性供給表示為：
25、
26、其中，分別為可轉移負荷m在時段t的上、下調靈活性，為可中斷負荷n在時段t的上調靈活性；分別為m在時段t的最大、最小值及其轉移量；為n在時段t的上限值和中斷量；
27、儲能技術與新能源相結合，能夠顯著提高新能源的利用率，實現削峰填谷、平滑負荷等功能，同時還能提高電力系統穩定性。且儲能裝置響應速度快(可以在短時間尺度內頻繁進行充放電)、安裝位置靈活，適用于抑制1～15分鐘內的低能量、高頻率的隨機波動，成為快速調節的靈活性資源之一；
28、儲能裝置的靈活性供給表示為：
29、
30、整合系統于時段t的向上、向下靈活性供給能力如下式所示：
31、
32、式中，為時段t儲能s供給的上、下調靈活性；分別是s在t時段的出力和充、放電最大功率；es,t、es,max、es,min分別為s在時段t的儲存電量及其上、下限；ηc、ηd為充、放電效率。
33、優選地，步驟s2中，建立電力系統供需靈活性量化模型時，引入在t時段系統的向上、向下靈活性裕量，以滿足靈活性供需平衡機理：
34、
35、其中，和分別表示系統向上和向下靈活性裕量fsu,t和fne,t分別表示系統靈活性供給和需求；
36、靈活性供需平衡是指在任何時刻、任何時間尺度下及任何方向上，系統中總的靈活性資源供給要比靈活性需求充裕，即供給水平一定要高于需求水平，算式如下：
37、fg,t+ff,t+ftl,t+fil,t+fs,t+|fmar,t|≥|fne,t|；
38、其中，fs,t、ftl,t和fil,t、ff,t、fg,t依次表示儲能系統、需求響應、靈活性改造火電與常規火電的供給靈活性能力。
39、優選地，步驟s3中，多時間尺度運行模擬模型包含中期即典型周運行模擬、短期即典型日運行模擬和超短期即典型時段運行模擬三個階段；各時間尺度目標函數包括：
40、s301，建立典型周運行模擬模型：
41、以多源電廠機組與源-荷-儲靈活性資源的調度出力為決策變量，其機組組合作為典型日運行模擬階段的輸入；在考慮凈負荷時序波動特性時，使用時序隨機運行模擬方法，以周為時間尺度模擬電力系統運行來處理高比例新能源并網的中期隨機波動；
42、以綜合成本最小化為目標制定發電計劃，為了兼顧環保性和經濟性并校驗供電可靠性，特別將碳交易收益和新能源棄電懲罰成本納入優化目標：
43、minc1＝min(ccurt+cfe+cop-bc)；
44、其中，c1表示典型周模擬階段的綜合成本，包括可再生能源棄電懲罰成本ccurt、環境和燃料成本cfe、生產運維成本cop與碳交易收益bc；
45、新能源棄電懲罰成本：
46、
47、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟S2中，需求側量化對象包括風電、光伏類可再生能源和負荷；考慮多時間尺度波動特性的靈活性需求量化為：
3.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟S2中，考慮多時間尺度波動特性的靈活性供給量化包括：
4.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟S2中，建立電力系統供需靈活性量化模型時，引入在t時段系統的向上、向下靈活性裕量，以滿足靈活性供需平衡機理：
5.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟S3中，多時間尺度運行模擬模型包含中期即典型周運行模擬、短期即典型日運行模擬和超短期即典型時段運行模擬三個階段；各時間尺度目標函數包括：
6.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其
...【技術特征摘要】
1.考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟s2中，需求側量化對象包括風電、光伏類可再生能源和負荷；考慮多時間尺度波動特性的靈活性需求量化為：
3.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟s2中，考慮多時間尺度波動特性的靈活性供給量化包括：
4.根據權利要求1所述考慮供需靈活性量化的源-荷-儲多時間尺度協同優化方法，其特征在于，步驟s2中，建立電力...
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