本發(fā)明涉及一種考慮獎(jiǎng)懲制度的光伏發(fā)電調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

光伏在我國(guó)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模并網(wǎng)，但由于電網(wǎng)公司認(rèn)為光伏發(fā)電的波動(dòng)性大，為了滿(mǎn)足整個(gè)電網(wǎng)對(duì)用戶(hù)的供電質(zhì)量的要求，對(duì)與光伏發(fā)電的調(diào)度較為保守，導(dǎo)致目前光伏發(fā)電的利用率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種考慮獎(jiǎng)懲制度的光伏發(fā)電調(diào)度規(guī)則，包括以下步驟：

（1）參照光伏電站的預(yù)測(cè)功率，求出每一時(shí)間窗口計(jì)劃輸出功率P_pl；

（2）依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，參照獎(jiǎng)懲制度調(diào)整在步驟（1）中得到的計(jì)劃輸出功率P_pl，得到當(dāng)天計(jì)劃的光伏發(fā)電調(diào)度曲線。

進(jìn)一步的，參照光伏電站的預(yù)測(cè)功率，以固定的時(shí)間周期作為輸出功率的時(shí)間窗口，以特定時(shí)間窗口?T輸出功率偏移率ε之和最小為目標(biāo)，求出每一時(shí)間窗口計(jì)劃輸出功率P_pl，如下式所述：

式中，P_re(t)為光伏發(fā)電預(yù)測(cè)功率；?t為光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)的最小時(shí)間間隔；N為由?t構(gòu)成時(shí)間窗口?T的個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步的，在當(dāng)天的光伏發(fā)電調(diào)度中，如果光伏電站實(shí)際發(fā)出的功率P_out大于或等于計(jì)劃輸出功率P_pl，則實(shí)際輸出的功率P_shi取該時(shí)刻計(jì)劃輸出功率值P_pl；如果光伏電站實(shí)際發(fā)出的功率P_out小于計(jì)劃輸出功率P_pl，則實(shí)際輸出的功率P_shi取該時(shí)刻計(jì)劃輸出功率值P_out，即表示為：

。

進(jìn)一步的，為了使調(diào)度曲線更加優(yōu)化而引入獎(jiǎng)懲制度，然后通過(guò)歷史數(shù)據(jù)利用獎(jiǎng)懲制度來(lái)滾動(dòng)調(diào)整其計(jì)劃輸出功率，為了更方便判斷在引入獎(jiǎng)懲制度中出現(xiàn)的不同的情形，設(shè)立ε_oe為獎(jiǎng)懲制度的判據(jù)，ε_oe表示如下：

式中，ε_oe(i)中的i表示歷史參考數(shù)據(jù)中的第i天；表示前三天實(shí)際輸出的功率均值。

依據(jù)在前三天中的ε_oe變化趨勢(shì)來(lái)制定以下的獎(jiǎng)懲機(jī)制：

1）若前三天的ε_oe>0的情況居多，則需在P_pl的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的懲罰，即降低接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl；

2）在滿(mǎn)足機(jī)制1）的基礎(chǔ)上，若前三天的ε_oe呈上升趨勢(shì)，則需要對(duì)懲罰進(jìn)行一定程度上的增強(qiáng)，既降低接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl，降低程度較大；

3）在滿(mǎn)足機(jī)制1）的基礎(chǔ)上，若前三天的ε_oe呈下降趨勢(shì)，需要對(duì)懲罰進(jìn)行一定程度上的削弱，既降低接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl，降低程度較??；

4）若前三天的ε_oe均等于0，則需在P_pl的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的獎(jiǎng)勵(lì)，即提高接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl。

進(jìn)一步的，在獎(jiǎng)懲機(jī)制的基礎(chǔ)上，可以得到獎(jiǎng)懲制度相關(guān)表達(dá)式如下：

式中，為進(jìn)行獎(jiǎng)懲機(jī)制后的計(jì)劃輸出功率；k為獎(jiǎng)懲系數(shù)，其中k_fa為懲罰系數(shù)，滿(mǎn)足0<k_fa<1的條件；k_jiang為獎(jiǎng)勵(lì)系數(shù)，滿(mǎn)足k_jiang>1的條件；P(ε_oe>0)表示三天中ε_oe>0的天數(shù)占?xì)v史總天數(shù)的概率, p_i為具體的概率值，既懲罰條件的判據(jù)值；b是表示懲罰系數(shù)依據(jù)ε_oe(i)變化趨勢(shì)而決定對(duì)懲罰力度做出加強(qiáng)或是削弱的因子。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)對(duì)計(jì)劃輸出功率的不斷修正，使得最終得到的曲線波動(dòng)性較小，光伏發(fā)電的容量可信度較高，方便調(diào)度部門(mén)對(duì)光伏發(fā)電的調(diào)度；同時(shí)利用獎(jiǎng)懲制度不斷更新計(jì)劃輸出功率，使得最終得到的調(diào)度曲線隨著時(shí)間的推移，不斷向?qū)嶋H輸出的功率曲線靠近，減小因功率預(yù)測(cè)誤差等造成的實(shí)際輸出功率的波動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為該考慮獎(jiǎng)懲制度的光伏發(fā)電調(diào)度規(guī)則的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

目前，光伏發(fā)電在我國(guó)部分實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模并網(wǎng)，但由于電網(wǎng)公司為了兼顧到整個(gè)電網(wǎng)對(duì)用戶(hù)的供電質(zhì)量，對(duì)與光伏發(fā)電的調(diào)度較為保守，結(jié)果導(dǎo)致目前光伏發(fā)電利用率不高。

一種考慮獎(jiǎng)懲制度的光伏發(fā)電調(diào)度規(guī)則包括如下步驟：

（1）參照光伏電站的預(yù)測(cè)功率，求出每一時(shí)間窗口計(jì)劃輸出功率P_pl；

（2）依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，參照獎(jiǎng)懲制度調(diào)整在步驟（1）中得到的計(jì)劃輸出功率P_pl，得到當(dāng)天計(jì)劃的光伏發(fā)電調(diào)度曲線。

計(jì)劃輸出功率的計(jì)算。

首先，參照光伏電站的預(yù)測(cè)功率，以固定的時(shí)間周期作為輸出功率的時(shí)間窗口，以特定時(shí)間窗口?T輸出功率偏移率ε之和最小為目標(biāo)，求出每一時(shí)間窗口計(jì)劃輸出功率P_pl，如下式所述：

式中，P_re(t)為光伏發(fā)電預(yù)測(cè)功率；?t為光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)的最小時(shí)間間隔；N為由?t構(gòu)成時(shí)間窗口?T的個(gè)數(shù)。

在當(dāng)天的光伏發(fā)電調(diào)度中，如果光伏電站實(shí)際發(fā)出的功率P_out大于或等于計(jì)劃輸出功率P_pl，則實(shí)際輸出的功率P_shi取該時(shí)刻計(jì)劃輸出功率值P_pl；如果光伏電站實(shí)際發(fā)出的功率P_out小于計(jì)劃輸出功率P_pl，則實(shí)際輸出的功率P_shi取該時(shí)刻計(jì)劃輸出功率值P_out，即表示為：

。

目標(biāo)函數(shù)的求解算法及步驟。

采用收斂速度快、收斂性強(qiáng)的基于粒子群算法的模擬退火算法，具體算法及步驟如下。

1)輸入各時(shí)段光伏電站的預(yù)測(cè)功率。

2)根據(jù)本文求解的具體情形，確定初始化種群中各微粒的位置和速度。

3) 評(píng)價(jià)每個(gè)微粒p_g^,的適應(yīng)度，將當(dāng)前各微粒的位置和適應(yīng)值存儲(chǔ)在各微粒的p_i中，將所有p_best中適應(yīng)值最有個(gè)體的位置和適應(yīng)值存儲(chǔ)于p_g中。

4) 確定初始溫度，并根據(jù)下式來(lái)確定當(dāng)前溫度下各p_i的適配值：

。

5) 采用輪盤(pán)賭策略從所有p_i中確定全局最優(yōu)的某個(gè)替代值p_g^,，然后根據(jù)下式更新各微粒的速度和位置；

其中,

。

6) 計(jì)算各微粒新的目標(biāo)值p_i，更新各微粒的值及群體的p_g值。

7)進(jìn)行退溫操作。

8)若滿(mǎn)足停止條件（通常為預(yù)設(shè)的運(yùn)算精度或迭代次數(shù)），搜索停止，輸出結(jié)果，否則轉(zhuǎn)4)。

9)初始溫度和退溫的方式對(duì)算法有一定的影響，已不能采用如下的初溫和退溫方式：

。

獎(jiǎng)懲制度的引入：為了使調(diào)度曲線更加優(yōu)化而引入獎(jiǎng)懲制度，然后通過(guò)歷史數(shù)據(jù)利用獎(jiǎng)懲制度來(lái)滾動(dòng)調(diào)整其計(jì)劃輸出功率，為了更方便判斷在引入獎(jiǎng)懲制度中出現(xiàn)的不同的情形，設(shè)立ε_oe為獎(jiǎng)懲制度的判據(jù)，ε_oe表示如下：

式中，ε_oe(i)中的i表示歷史參考數(shù)據(jù)中的第i天；表示前三天實(shí)際輸出的功率均值。依據(jù)在前三天中的ε_oe變化趨勢(shì)來(lái)制定以下的獎(jiǎng)懲機(jī)制。

1）若前三天的ε_oe>0的情況居多，則需在P_pl的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的懲罰，即降低接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl。

2）在滿(mǎn)足機(jī)制1）的基礎(chǔ)上，若前三天的ε_oe呈上升趨勢(shì)，則需要對(duì)懲罰進(jìn)行一定程度上的增強(qiáng)，既降低接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl，降低程度較大。

3）在滿(mǎn)足機(jī)制1）的基礎(chǔ)上，若前三天的ε_oe呈下降趨勢(shì)，需要對(duì)懲罰進(jìn)行一定程度上的削弱，既降低接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl，降低程度較小。

4）若前三天的ε_oe均等于0，則需在P_pl的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的獎(jiǎng)勵(lì)，即提高接下來(lái)一天的計(jì)劃輸出功率P_pl。

獎(jiǎng)懲制度相關(guān)表達(dá)式如下：

式中，為進(jìn)行獎(jiǎng)懲機(jī)制后的計(jì)劃輸出功率；k為獎(jiǎng)懲系數(shù)，其中k_fa為懲罰系數(shù)，滿(mǎn)足0<k_fa<1的條件；k_jiang為獎(jiǎng)勵(lì)系數(shù)，滿(mǎn)足k_jiang>1的條件；P(ε_oe>0)表示三天中ε_oe>0的天數(shù)占?xì)v史總天數(shù)的概率，p_i為具體的概率值，既懲罰條件的判據(jù)值；b是表示懲罰系數(shù)依據(jù) ε_oe(i)變化趨勢(shì)而決定對(duì)懲罰力度做出加強(qiáng)或是削弱的因子。

最終對(duì)計(jì)劃輸出功率進(jìn)行獎(jiǎng)懲制度的修正，得到光伏發(fā)電的最終調(diào)度曲線。

驗(yàn)證分析。

本文以配有主控室的某小型微電網(wǎng)模型的光伏功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照上文提出的有關(guān)制定調(diào)度曲線的方案來(lái)實(shí)行調(diào)度，并對(duì)其可行性和有效性進(jìn)行計(jì)算分析。

連續(xù)選取該微電網(wǎng)中連續(xù)一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，首先在該時(shí)間內(nèi)的第五天的預(yù)測(cè)曲線的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)劃輸出功率的初步確定；采用模擬退火算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)（1）（2）進(jìn)行優(yōu)化。

在此基礎(chǔ)上，依據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)每一時(shí)間窗口的計(jì)劃輸出功率進(jìn)行獎(jiǎng)罰。

通過(guò)對(duì)計(jì)劃輸出功率的不斷修正，使得最終得到的曲線波動(dòng)性較小，光伏發(fā)電的容量可信度較高，方便調(diào)度部門(mén)對(duì)光伏發(fā)電的調(diào)度。