【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統規劃，具體涉及一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法。
技術介紹
1、新能源在電力系統中占比日益增大，新能源發電的季節性、隨機性和間歇性波動導致新型電力系統在跨日、月、季、年等多個時間尺度上面臨嚴峻的靈活性需求挑戰。對已有梯級水電站進行融合改造，增建抽水蓄能機組形成梯級混合式抽水蓄能水電站，推動常規水電由“電能供應者”逐步轉向“電能供應者+靈活調節者”，對滿足新能源出力及負荷波動等靈活性需求、構建以新能源為主體的新型電力系統具有重要意義。
2、梯級水電融合改造所提供靈活性的有效利用受限于傳輸通道的傳輸承載能力，現有對梯級水電融合改造的研究鮮有考慮傳輸通道的承載能力不足導致梯級水電融合改造提供的靈活性未被有效利用的情況。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術中存在的未考慮靈活性的問題，提供了一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法。
2、為實現以上目的，本專利技術的技術解決方案是：
3、第一方面，本專利技術提出一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，包括：
4、s1、基于新能源出力、負荷需求的歷史數據，生成新能源出力及負荷需求典型場景，得到的典型場景集；
5、s2、針對所得到的典型場景集及電力系統的靈活性評估指標，建立提升系統靈活性的雙層優化配置模型，包括上層梯級水電融合改造與網架規劃模型以及下層運行模型；
6、s3、采用多目標鯨魚算
7、所述s1包括：s11、分別針對新能源出力、負荷需求的特征建立含有梯度懲罰的改進生成對抗網絡模型；所述含有梯度懲罰的改進生成對抗網絡模型的維度和新能源出力、負荷需求的數據維度一致，并且能夠學習到新能源出力、負荷需求的數據分布特征；
8、s12、隨機選擇新能源出力數據和負荷需求數據的80％作為訓練數據，剩余作為測試數據，并將訓練數據分別輸入到構建的生成對抗網絡模型中進行訓練；
9、s13、訓練完成后，提取訓練好的網絡中的生成器，將服從正態分布的噪聲數據作為輸入，分別生成新能源出力及負荷需求的場景集；
10、s14、利用k-means聚類方法分別對針對生成的新能源出力及負荷需求場景進行聚類，得到若干新能源出力及負荷需求典型場景，將兩者組合后得到典型場景集合γ。
11、所述s2中，電力系統的靈活性評估指標包括：系統節點靈活性評估指標、系統網絡靈活性評估指標；
12、所述系統節點靈活性評估指標的計算公式如下：
13、
14、上式中，fnode,s為典型場景s下系統的節點靈活性指標，t為靈活性評估時間段，fnode,s,t為典型場景s下t時刻的節點靈活性指標，分別為典型場景s下t時刻系統的上、下調節點靈活性指標，分別為典型場景s下t時刻系統的上、下調靈活性需求，分別為典型場景s下t時刻系統的上、下調靈活性供給；
15、所述采用下列公式計算得到：
16、
17、上式中，分別為典型場景s下系統在t+1時刻的最大、最小可控電源功率需求，分別為典型場景s下系統在t時刻的最大、最小可控電源功率需求，分別為典型場景s下t時刻火電機組的上、下調靈活性供給，分別為典型場景s下t時刻水電機組的上、下調靈活性供給，分別為典型場景s下t時刻抽蓄機組的上、下調靈活性供給；所述采用下列公式計算得到：
18、
19、
20、上式中，nth為系統火電機組數量，γth,g,s,t、pth,g,s,t分別為典型場景s下t時刻火電機組g的啟停狀態、輸出功率，pth,g,max、pth,g,min分別為火電機組g的出力上、下限，分別為火電機組g的向上、向下爬坡速率，δt為調度時間間隔，i為水電站的數量，ni為水電站i的水電機組數量，ui,n,s,t、pi,n,s,t為典型場景s下水電站i的第n臺機組在時段t的啟停狀態、出力，pi,n分別為水電站i的第n臺機組的出力上、下限，分別為水電站i的第n臺機組的向上、向下爬坡速率，npum,i為水電站i的抽蓄機組數量，pvp,i,m,s,t、pvg,i,m,s,t分別為典型場景s下水電站i的第m臺抽蓄機組時段t的抽水與發電功率，pvp,max,i,m、pvg,max,i,m分別為水電站i的第m臺抽蓄機組的最大抽水功率、最大發電功率，分別為水電站i的第m臺抽蓄機組的向上、向下爬坡速率；所述系統網絡傳輸靈活性評估指標的計算公式如下：
21、
22、fs,j,u＝as,j,u+λbs,j,u；fs,j,d＝as,j,d+λbs,j,d；
23、上式中，fnet,s為典型場景s下系統時間段t內的網絡傳輸靈活性指標，n為線路數量，fnet,s,j為典型場景s下線路j時間段t內的網絡傳輸靈活性指標，fs,j,u、fs,j,d分別為線路j上、下調靈活性承載度不足綜合指標，as,j,u、as,j,d分別為線路j上、下調靈活性承載度平均不足量，λ為權重因子，bs,j,u、bs,j,d分別為線路j上、下調靈活性承載度不足量離散程度；所述as,j,u、as,j,d、bs,j,u、bs,j,d采用下列公式計算得到：
24、
25、上式中，gs,j,u,t、gs,j,d,t分別為典型場景s下線路j在時刻t的上、下調線路靈活性傳輸裕量，ts,j,u、ts,j,d分別為典型場景s下線路j出現上、下調靈活性承載度不足的時段之和；所述gs,j,u,t、gs,j,d,t采用下列公式計算得到：
26、
27、上式中，pmax,j為線路j的最大允許傳輸容量，ps,j,t為典型場景s下線路j在時刻t的傳輸功率值，分別為典型場景s下系統時刻t的上、下調靈活性需求在線路j上的分配量，分別為典型場景s下系統時刻t的上、下調靈活性供給在線路j上的分配量；所述采用下列計算公式得到：
28、
29、上式中，m為系統中的節點數量，為典型場景s下節點k的注入功率對線路j的功率傳輸分布因子，分別為典型場景s下時刻t節點k的上、下調靈活性需求，分別為典型場景s下時刻t節點k的上、下調靈活性供給。
30、所述s2中，上層梯級水電融合改造與網架規劃模型的目標函數為：
31、f1＝min{ctotal,f′node,f′net}；
32、
33、上式中，ctotal為電力系統年總成本，f′node、f′net分別為系統的節點、網絡傳輸靈活性評估指標，ccon為等效年建設維護成本，為典型場景s出現的概率，coper,s為典型場景s下的年運行成本，fnode,s、fnet,s分別為典型場景s下的節點、網絡傳輸靈活性評估指標，γ為典型場景的集合；
34、下層運行模型的目標函數為：
35、
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1.一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述S1包括：
3.根據權利要求1所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述S2中，電力系統的靈活性評估指標包括：系統節點靈活性評估指標、系統網絡靈活性評估指標；
4.根據權利要求3所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述S2中，上層梯級水電融合改造與網架規劃模型的目標函數為：
5.根據權利要求4所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述上層規劃模型的約束條件包括抽水蓄能機組、線路規劃建設約束，包括：
6.根據權利要求5所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述S3中，求解雙層優化模型的具體操作方法包括：
7.根據權利要求6所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：
8.一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同系統，其特征在于：包括：典型場景集生成模塊、雙層優化配置模型構建模塊、模型求解模塊；
9.根據權利要求8所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同系統，其特征在于：
10.根據權利要求9所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同系統，其特征在于：電力系統的靈活性評估指標包括：系統節點靈活性評估指標、系統網絡靈活性評估指標；
...【技術特征摘要】
1.一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述s1包括：
3.根據權利要求1所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述s2中，電力系統的靈活性評估指標包括：系統節點靈活性評估指標、系統網絡靈活性評估指標；
4.根據權利要求3所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述s2中，上層梯級水電融合改造與網架規劃模型的目標函數為：
5.根據權利要求4所述的一種提升系統靈活性的梯級水電融合改造與網架規劃協同方法，其特征在于：所述上層規劃模型的約束條件包括抽水蓄能機組、線路規劃建...
【專利技術屬性】
技術研發人員：凌煦，陳紅坤，王瑩，吳艷梅，金維剛，余旸，余笑東，袁鵬，郭敏嘉，
申請(專利權)人：國家電網有限公司華中分部，
類型：發明
國別省市：
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