技術(shù)特征：

1.一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)下基于多場景模擬的熱-電聯(lián)合調(diào)度方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)考慮風(fēng)電出力的隨機(jī)性與波動性，模擬生成大量風(fēng)速場景集合；風(fēng)速預(yù)測以電網(wǎng)歷史實(shí)測風(fēng)速數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將其作為初始預(yù)測風(fēng)速，采用ARMA(1,1)模型和Monte Carlo方法來模擬風(fēng)速誤差，從而生成風(fēng)速預(yù)測誤差序列；將得到的風(fēng)速預(yù)測誤差序列與初始預(yù)測風(fēng)速結(jié)合即得到某一場景下各時段內(nèi)的預(yù)測風(fēng)速，進(jìn)而通過不斷重復(fù)以上過程生成大量風(fēng)速場景集合；

2)將生成的大量風(fēng)速場景集合進(jìn)行場景削減，得到具有代表性的有限個場景集合，并轉(zhuǎn)化為風(fēng)電出力場景集合；場景削減的基本思想是使得最終保留的場景子集與未削減前的場景集合之間的概率距離最??；場景削減采用結(jié)合場景樹的形成方法，將相似的場景加以聚類分析，去除低概率場景，從而形成有限數(shù)量的具有較大概率值的典型風(fēng)速場景集合，并以此來逼近原始的大量風(fēng)速場景集合；

3)考慮熱電機(jī)組特性，構(gòu)建熱電聯(lián)供電力系統(tǒng)調(diào)度模型；以機(jī)組組合模型為基礎(chǔ)，通過在調(diào)度周期內(nèi)合理安排各機(jī)組的出力和啟停情況，從而滿足負(fù)荷要求，使系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用最低或者經(jīng)濟(jì)效益最高；熱電聯(lián)供電力系統(tǒng)調(diào)度模型下，由于考慮削減后的多個風(fēng)電出力場景集合，系統(tǒng)的相關(guān)約束和目標(biāo)函數(shù)也相應(yīng)產(chǎn)生變化，目標(biāo)函數(shù)及最終求取的所有參數(shù)均取為期望值；模型考慮使得系統(tǒng)的發(fā)電能耗和供熱能耗最小，熱電聯(lián)供電力系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)為：

$\min E\[F\]=min\[\underset{\mathrm{\ϵ}\∈\mathrm{\Ω}}{\Σ}{p}_{\mathrm{\ϵ}}f\left(\mathrm{\ϵ}\right)\]$

$\begin{array}{c}f\left(\mathrm{\ϵ}\right)=\underset{i\∈N_h}{\mathrm{\Σ}}\underset{t\mathrm{\ϵ}T}{\mathrm{\Σ}}\[dt\·(a_i^h\·H_{i,t,\mathrm{\ϵ}}+b_i^h\·P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+c_i^h\·U_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h)+d_i^h\·Q_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h\]+\\ \underset{i\∈N_h}{\mathrm{\Σ}}\underset{t\mathrm{\ϵ}T}{\mathrm{\Σ}}\[dt\·(b_i^n\·P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n+c_i^n\·U_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n)+d_i^n\·Q_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n\]\end{array}$

$Q_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h=\left(\right|U_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h-U_{i,t-1,\mathrm{\ϵ}}^h|+U_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h-U_{i,t-1,\mathrm{\ϵ}}^h)/2$

$Q_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n=\left(\right|U_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n-U_{i,t-1,\mathrm{\ϵ}}^n|+U_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n-U_{i,t-1,\mathrm{\ϵ}}^n)/2$

式中：ε是為表征風(fēng)電隨機(jī)性而引入的隨機(jī)變量，描述由風(fēng)電不確定性所產(chǎn)生的場景；p_ε為場景ε發(fā)生的概率；Ω為所有場景的集合；N_h和N_n分別為所有抽汽凝汽式機(jī)組和純凝氣式火電機(jī)組的集合；T為所有時段的集合；dt為時間段之間的間隔單位；H_i,t,ε為抽汽凝汽式機(jī)組i在時間段t提供的供熱出力；和為抽汽凝汽式機(jī)組i的煤耗系數(shù)；為抽汽凝汽式機(jī)組i的啟動煤耗系數(shù)；和為純凝汽式機(jī)組i的煤耗系數(shù)；為純凝汽式機(jī)組i的啟動煤耗系數(shù)；和分別為場景ε下，抽汽凝汽式機(jī)組和純凝氣式火電機(jī)組i在時間段t內(nèi)分別向電網(wǎng)出力情況；和分別為場景ε下，抽汽凝汽式機(jī)組和純凝氣式火電機(jī)組i在時間段t內(nèi)的開機(jī)狀態(tài)，開機(jī)為1，停機(jī)為0；和分別為場景ε下，抽汽凝汽式機(jī)組和純凝氣式火電機(jī)組i在時間段t內(nèi)的啟停狀態(tài)，正在啟動為1，不在啟動為0；

熱電聯(lián)供電力系統(tǒng)調(diào)度模型的約束條件包括：

(1)機(jī)組功率上下限約束

$P_i^{h,\min }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h\≤P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h\≤P_i^{h,\max }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h$

$P_i^{n,\min }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n\≤P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n\≤P_i^{n,\max }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n$

(2)機(jī)組爬坡速率約束

$-R_i^{h,down}dt\≤P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h-P_{i,t-1,\mathrm{\ϵ}}^h\≤R_i^{h,up}dt$

$-R_i^{n,down}dt\≤P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n-P_{i,t-1,\mathrm{\ϵ}}^n\≤R_i^{n,up}dt$

(3)機(jī)組最小啟停時間約束

$T_i^{h,on}\≥T_i^{h,U}$

$T_i^{h,off}\≥T_i^{h,D}$

$T_i^{n,on}\≥T_i^{n,U}$

$T_i^{n,off}\≥T_i^{n,D}$

(4)熱電機(jī)組熱-電工況約束

$P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h\≥max(P_i^{h,\min }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h,H_{i,t,\mathrm{\ϵ}}{C}_i^a)$

$P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h\≤P_i^{h,max}-H_{i,t,\mathrm{\ϵ}}{C}_i^b$

(5)系統(tǒng)功率平衡約束

$\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n+W_{t,\mathrm{\ϵ}}=D_t$

(6)系統(tǒng)熱功率平衡約束

$(1-{\mathrm{\η}}_{loss})\underset{i\∈N_h}{\Σ}{H}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}=D_t^h$

(7)熱電機(jī)組熱功率上下限約束

$0\≤H_{i,t,\mathrm{\ϵ}}\≤H_i^{\max }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h$

(8)系統(tǒng)備用功率約束

$\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_i^{h,max}{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+\underset{i\∈N_n}{\Σ}{P}_i^{n,\max }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n\≥\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+\underset{i\∈N_n}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n+P^{pos,load}+P^{pos,wind}$

$\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_i^{h,\min }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+\underset{i\∈N_n}{\Σ}{P}_i^{n,\min }{U}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n\≥\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+\underset{i\∈N_n}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n+P^{neg,load}+P^{neg,wind}$

(9)實(shí)時風(fēng)電出力約束

$0\≤W_{t,\mathrm{\ϵ}}\≤W_{t,\mathrm{\ϵ}}^{pre}$

式中：P_i^h,max和P_i^h,min是抽汽凝汽式機(jī)組i出力的上下限；P_i^n,max和P_i^n,min是純凝汽式機(jī)組i出力的上下限；和是抽汽凝汽式機(jī)組i的上下爬坡速率；和是純凝汽式機(jī)組i的上下爬坡速率；T_i^h,on和T_i^h,off分別為抽汽凝汽式機(jī)組i的連續(xù)運(yùn)行時間及連續(xù)停運(yùn)時間；T_i^h,U、T_i^h,D為抽汽凝汽式機(jī)組i的最小開停機(jī)時間；T_i^n,on和T_i^n,off分別為純凝汽式機(jī)組i的連續(xù)運(yùn)行時間及連續(xù)停運(yùn)時間；T_i^n,U、T_i^n,D為純凝汽式機(jī)組i的最小開停機(jī)時間；和是抽汽凝汽式機(jī)組i的熱比系數(shù)；W_t.ε為場景ε下時段t內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組的出力；為場景ε下時段t內(nèi)風(fēng)電的預(yù)測出力；D_t和是時段t內(nèi)的系統(tǒng)電負(fù)荷和熱負(fù)荷；η_loss為供暖損失率；為抽汽凝汽式機(jī)組i的最大熱功率；P^pos,load和P^neg,load為系統(tǒng)針對負(fù)荷預(yù)留的正負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量；P^pos,wind和P^neg,wind為系統(tǒng)針對風(fēng)電預(yù)留的正負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量；

通過以上熱電聯(lián)供電力系統(tǒng)調(diào)度模型，能夠?qū)﹄娫礇Q策得到的規(guī)劃模型進(jìn)行典型日的分析校驗(yàn)，判斷該規(guī)劃方案是否存在電力不足或者調(diào)峰不足的情況；同時，分析系統(tǒng)中各類機(jī)組的運(yùn)行情況，判斷方案的優(yōu)劣；

4)進(jìn)一步引入分布式熱泵，構(gòu)建熱電綜合控制的電力系統(tǒng)調(diào)度模型；熱電綜合控制的電力系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)同熱電聯(lián)供電力系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)，引入位于用戶側(cè)的分布式熱泵來分?jǐn)偀犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組承擔(dān)的熱負(fù)荷；一方面，分布式熱泵的引入解耦了“以熱定電”的約束，使得熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的出力更為靈活，具有更大的調(diào)節(jié)范圍，從而滿足系統(tǒng)的調(diào)峰要求；另一方面，分布式熱泵消耗的電功率有效地跟蹤風(fēng)電出力的波動，從而消耗過剩的風(fēng)電出力來滿足供暖的需求，降低系統(tǒng)供暖所花費(fèi)的能耗，同時還向電網(wǎng)提供一定的調(diào)峰能力；原本系統(tǒng)的熱負(fù)荷僅由熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組承擔(dān)，引入分布式熱泵后，將分?jǐn)傄徊糠譄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組的熱負(fù)荷，進(jìn)而系統(tǒng)熱功率平衡約束變?yōu)椋?/p>

$(1-{\mathrm{\η}}_{loss})\underset{i\∈N_h}{\Σ}{H}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}+\underset{i\∈N_e}{\Σ}{H}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^e=D_t^h$

式中：N_e為分布式熱泵的數(shù)量；為分布式熱泵i在時間段t提供的供熱出力；

同時，分布式熱泵還需要滿足功率上下限約束及熱泵性能系數(shù)COP的約束：

$0\≤H_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^e\≤H_i^{e,max}$

$H_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^e=COP\·P_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^e$

式中：為分布式熱泵i的最大供熱出力；為分布式熱泵i在時間段t內(nèi)消耗的電功率；

此外，系統(tǒng)電功率平衡約束也將發(fā)生改變，分布式熱泵消耗的電功率將增加系統(tǒng)的負(fù)荷，因而變?yōu)椋?/p>

$\underset{i\∈N_h}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^h+\underset{i\∈N_n}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^n+W_{t,\mathrm{\ϵ}}=D_t+\underset{i\∈N_e}{\Σ}{P}_{i,t,\mathrm{\ϵ}}^e.$