本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度，具體涉及一種基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著風(fēng)電、光伏步入平價上網(wǎng)的時代，新能源的發(fā)電滲透率加速提升，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)將逐步變?yōu)橐孕履茉礊橹黧w的新型電力系統(tǒng)。由于風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電具有很強(qiáng)的間歇性和隨機(jī)性，大規(guī)模的新能源并網(wǎng)消納將嚴(yán)重影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，儲能技術(shù)通常被認(rèn)為是一個有效解決這一問題的方案。

2、電力系統(tǒng)中主要應(yīng)用的儲能方式包括物理儲能和化學(xué)儲能，物理儲能中的抽水蓄能電站技術(shù)成熟度高，具有調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相和黑啟動等多種功能。電化學(xué)儲能中的鋰離子儲能電池是技術(shù)成熟度較高、應(yīng)用規(guī)模較廣泛的儲能技術(shù)。然而，傳統(tǒng)抽水蓄能電站水泵及水輪機(jī)在低工況下無法正常運(yùn)行且在日內(nèi)的實(shí)時調(diào)度中抽水蓄能機(jī)組無法迅速完成儲能與發(fā)電狀態(tài)的切換，這導(dǎo)致新能源的消納受到影響。因此，亟需一種基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述缺陷，本發(fā)明提出了一種基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法及裝置。

2、第一方面，提供一種基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法，所述基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法包括：

3、基于臺區(qū)的微型抽水蓄能電站的水庫共用情況確定附加約束條件，并將所述附加約束條件加入至臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型；

4、求解所述臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型，得到優(yōu)化結(jié)果；

5、將所述優(yōu)化結(jié)果作為臺區(qū)的實(shí)時調(diào)度方案；

6、其中，所述臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型包括：以棄用風(fēng)力、光伏發(fā)電以及切負(fù)荷量最小為目標(biāo)的第一目標(biāo)函數(shù)、以日內(nèi)調(diào)度與日前調(diào)度貼合最大為目標(biāo)的第二目標(biāo)函數(shù)及其相應(yīng)約束條件。

7、優(yōu)選的，所述優(yōu)化結(jié)果包括：光伏發(fā)電功率、風(fēng)力發(fā)電功率、水泵抽水蓄能功率、水輪機(jī)發(fā)電功率、水泵工作狀態(tài)變量、水輪機(jī)工作狀態(tài)變量、抽水蓄能總功率、上游水庫蓄水量、下游水庫蓄水量、儲能電池充電功率、儲能電池放電功率、儲能電池充電狀態(tài)變量、儲能電池放電狀態(tài)變量、儲能電池總功率、儲能電池容量、電網(wǎng)注入功率、電網(wǎng)注入功率的變化值，系統(tǒng)供應(yīng)負(fù)載的總功率。

8、優(yōu)選的，所述水庫共用情況包括：兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個下游水庫或兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個上游水庫。

9、進(jìn)一步的，當(dāng)兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個下游水庫時，所述附加約束條件如下：

10、

11、上式中，vl(k+1)為下游水庫(k+1)時刻水庫的水量，vl(k)為下游水庫k時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的上游水庫(k+1)時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的上游水庫k時刻水庫的水量，為第i臺區(qū)k時刻水泵抽水蓄能功率；為第i臺區(qū)k時刻水輪機(jī)發(fā)電功率，ρ為水的密度，g為重力加速度，h(i)為第i個臺區(qū)的水頭，為第i個臺區(qū)的水泵儲能效率，為第i個臺區(qū)的水輪機(jī)發(fā)電效率，δt為調(diào)控時間間隔。

12、進(jìn)一步的，當(dāng)兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個上游水庫時，所述附加約束條件如下：

13、

14、上式中，vh(k+1)為上游水庫(k+1)時刻水庫的水量，vh(k)為上游水庫k時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的下游水庫(k+1)時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的下游水庫k時刻水庫的水量。

15、進(jìn)一步的，所述第一目標(biāo)函數(shù)如下：

16、

17、上式中，j1為第一目標(biāo)函數(shù)值，n為預(yù)測結(jié)束時刻，ε為第一系數(shù)，σ為第二系數(shù)，φ為第三系數(shù)，為第i個臺區(qū)k+j時刻光伏發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)k+j時刻光伏發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻風(fēng)力發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)k+j時刻風(fēng)力發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻注入電網(wǎng)功率，為線路負(fù)荷功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)供應(yīng)負(fù)載的總功率，t為當(dāng)前時刻。

18、進(jìn)一步的，所述第二目標(biāo)函數(shù)如下：

19、

20、上式中，j2為第二目標(biāo)函數(shù)值，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的風(fēng)力發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的光伏發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的抽水蓄能總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻抽水蓄能總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的上水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻上水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的下水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻下水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的儲能電池總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻儲能電池總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的儲能電池能量，為第i個臺區(qū)k+j時刻儲能電池能量，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的電網(wǎng)注入功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的電網(wǎng)注入功率的變化值，為第i個臺區(qū)k+j時刻電網(wǎng)注入功率的變化值，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的系統(tǒng)供應(yīng)負(fù)載的總功率。

21、進(jìn)一步的，所述約束條件的數(shù)學(xué)模型如下：

22、

23、上式中，為第i個臺區(qū)k時刻光伏發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k時刻風(fēng)力發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k時刻光伏發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)k時刻風(fēng)力發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)的水泵k時刻的蓄能功率，為第i個臺區(qū)的水泵在歷史日內(nèi)k時刻的蓄能功率最大值，為第i個臺區(qū)的水輪機(jī)k時刻的發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)的水輪機(jī)在歷史日內(nèi)k時刻的發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)上游水庫在歷史日內(nèi)的蓄水量最大值，為第i個臺區(qū)下游水庫在歷史日內(nèi)的蓄水量最大值，為第i個臺區(qū)的儲能電池k+1時刻的能量狀態(tài)，為第i個臺區(qū)的儲能電池k時刻的能量狀態(tài)，為儲能電池的充電效率，為儲能電池的充電功率，為儲能電池的放電功率，為儲能電池的放電效率，δt為調(diào)控時間間隔，dod(i)為第i個臺區(qū)儲能電池的放電深度，為第i個臺區(qū)儲能電池的最大能能量，為儲能電池的充電功率最大值，為儲能電池的放電功率最大值，為第i個臺區(qū)k時刻注入電網(wǎng)功率，為第i臺區(qū)k時刻水庫蓄能發(fā)電的總功率，為第i個臺區(qū)k時刻儲能電池充放電總功率，為第i個臺區(qū)k時刻的線路負(fù)載所消耗功率，為抽水蓄能機(jī)組的工作狀態(tài)變量，為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)變量，為儲能電池k時刻充電狀態(tài)變量，為儲能電池k時刻放電狀態(tài)變量，為第i個臺區(qū)的輸電網(wǎng)絡(luò)k時刻注入功率的變化值，δ為沖擊閾值。

24、進(jìn)一步的，所述或1，或1且當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的抽水蓄能機(jī)組停止運(yùn)行，當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的抽水蓄能機(jī)組啟動運(yùn)行，當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行，當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組啟動運(yùn)行，所述或1，或1，當(dāng)時儲能電池停止充電，當(dāng)時儲能電池開始充電，當(dāng)時儲能電池停止放電，當(dāng)時儲能電池開始放電。

25、第二方面，提供一種基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度裝置，所述基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度裝置包括：

26、第一分析模塊，用于基于臺區(qū)的微型抽水蓄能電站的水庫共用情況確定附加約束條件，并將所述附加約束條件加入至臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型；

27、第二分析模塊，用于求解所述臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型，得到優(yōu)化結(jié)果；

28、調(diào)度模塊，用于將所述優(yōu)化結(jié)果作為臺區(qū)的實(shí)時調(diào)度方案；

29、其中，所述臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型包括：以棄用風(fēng)力、光伏發(fā)電以及切負(fù)荷量最小為目標(biāo)的第一目標(biāo)函數(shù)、以日內(nèi)調(diào)度與日前調(diào)度貼合最大為目標(biāo)的第二目標(biāo)函數(shù)及其相應(yīng)約束條件。

30、優(yōu)選的，所述優(yōu)化結(jié)果包括：光伏發(fā)電功率、風(fēng)力發(fā)電功率、水泵抽水蓄能功率、水輪機(jī)發(fā)電功率、水泵工作狀態(tài)變量、水輪機(jī)工作狀態(tài)變量、抽水蓄能總功率、上游水庫蓄水量、下游水庫蓄水量、儲能電池充電功率、儲能電池放電功率、儲能電池充電狀態(tài)變量、儲能電池放電狀態(tài)變量、儲能電池總功率、儲能電池容量、電網(wǎng)注入功率、電網(wǎng)注入功率的變化值，系統(tǒng)供應(yīng)負(fù)載的總功率。

31、優(yōu)選的，所述水庫共用情況包括：兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個下游水庫或兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個上游水庫。

32、進(jìn)一步的，當(dāng)兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個下游水庫時，所述附加約束條件如下：

33、

34、上式中，vl(k+1)為下游水庫(k+1)時刻水庫的水量，vl(k)為下游水庫k時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的上游水庫(k+1)時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的上游水庫k時刻水庫的水量，為第i臺區(qū)k時刻水泵抽水蓄能功率；為第i臺區(qū)k時刻水輪機(jī)發(fā)電功率，ρ為水的密度，g為重力加速度，h(i)為第i個臺區(qū)的水頭，為第i個臺區(qū)的水泵儲能效率，為第i個臺區(qū)的水輪機(jī)發(fā)電效率，δt為調(diào)控時間間隔。

35、進(jìn)一步的，當(dāng)兩個臺區(qū)的微型抽水蓄能電站共用一個上游水庫時，所述附加約束條件如下：

36、

37、上式中，vh(k+1)為上游水庫(k+1)時刻水庫的水量，vh(k)為上游水庫k時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的下游水庫(k+1)時刻水庫的水量，為第i個臺區(qū)的下游水庫k時刻水庫的水量。

38、進(jìn)一步的，所述第一目標(biāo)函數(shù)如下：

39、

40、上式中，j1為第一目標(biāo)函數(shù)值，n為預(yù)測結(jié)束時刻，ε為第一系數(shù)，σ為第二系數(shù)，φ為第三系數(shù)，為第i個臺區(qū)k+j時刻光伏發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)k+j時刻光伏發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻風(fēng)力發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)k+j時刻風(fēng)力發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻注入電網(wǎng)功率，為線路負(fù)荷功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)供應(yīng)負(fù)載的總功率，t為當(dāng)前時刻。

41、進(jìn)一步的，所述第二目標(biāo)函數(shù)如下：

42、

43、上式中，j2為第二目標(biāo)函數(shù)值，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的風(fēng)力發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的光伏發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的抽水蓄能總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻抽水蓄能總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的上水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻上水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的下水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻下水庫容量，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的儲能電池總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻儲能電池總功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的儲能電池能量，為第i個臺區(qū)k+j時刻儲能電池能量，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的電網(wǎng)注入功率，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的電網(wǎng)注入功率的變化值，為第i個臺區(qū)k+j時刻電網(wǎng)注入功率的變化值，為第i個臺區(qū)k+j時刻系統(tǒng)日前調(diào)度的系統(tǒng)供應(yīng)負(fù)載的總功率。

44、進(jìn)一步的，所述約束條件的數(shù)學(xué)模型如下：

45、

46、上式中，為第i個臺區(qū)k時刻光伏發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k時刻風(fēng)力發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)k時刻光伏發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)k時刻風(fēng)力發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)的水泵k時刻的蓄能功率，為第i個臺區(qū)的水泵在歷史日內(nèi)k時刻的蓄能功率最大值，為第i個臺區(qū)的水輪機(jī)k時刻的發(fā)電功率，為第i個臺區(qū)的水輪機(jī)在歷史日內(nèi)k時刻的發(fā)電功率最大值，為第i個臺區(qū)上游水庫在歷史日內(nèi)的蓄水量最大值，為第i個臺區(qū)下游水庫在歷史日內(nèi)的蓄水量最大值，為第i個臺區(qū)的儲能電池k+1時刻的能量狀態(tài)，為第i個臺區(qū)的儲能電池k時刻的能量狀態(tài)，為儲能電池的充電效率，為儲能電池的充電功率，為儲能電池的放電功率，為儲能電池的放電效率，δt為調(diào)控時間間隔，dod(i)為第i個臺區(qū)儲能電池的放電深度，為第i個臺區(qū)儲能電池的最大能能量，為儲能電池的充電功率最大值，為儲能電池的放電功率最大值，為第i個臺區(qū)k時刻注入電網(wǎng)功率，為第i臺區(qū)k時刻水庫蓄能發(fā)電的總功率，為第i個臺區(qū)k時刻儲能電池充放電總功率，為第i個臺區(qū)k時刻的線路負(fù)載所消耗功率，為抽水蓄能機(jī)組的工作狀態(tài)變量，為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)變量，為儲能電池k時刻充電狀態(tài)變量，為儲能電池k時刻放電狀態(tài)變量，為第i個臺區(qū)的輸電網(wǎng)絡(luò)k時刻注入功率的變化值，δ為沖擊閾值。

47、進(jìn)一步的，所述或1，或1且當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的抽水蓄能機(jī)組停止運(yùn)行，當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的抽水蓄能機(jī)組啟動運(yùn)行，當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行，當(dāng)時，第i臺區(qū)k時刻的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組啟動運(yùn)行，所述或1，或1，當(dāng)時儲能電池停止充電，當(dāng)時儲能電池開始充電，當(dāng)時儲能電池停止放電，當(dāng)時儲能電池開始放電。

48、第三方面，提供一種計算機(jī)設(shè)備，包括：一個或多個處理器；

49、所述處理器，用于執(zhí)行一個或多個程序；

50、當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)所述的基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法。

51、第四方面，提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)所述的基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法。

52、本發(fā)明上述一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種有益效果：

53、本發(fā)明提供了一種基于微型抽水蓄能電站的配電臺區(qū)實(shí)時調(diào)度方法及裝置，包括：基于臺區(qū)的微型抽水蓄能電站的水庫共用情況確定附加約束條件，并將所述附加約束條件加入至臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型；求解所述臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型，得到優(yōu)化結(jié)果；將所述優(yōu)化結(jié)果作為臺區(qū)的實(shí)時調(diào)度方案；其中，所述臺區(qū)對應(yīng)的配電網(wǎng)臺區(qū)實(shí)時調(diào)度模型包括：以棄用風(fēng)力、光伏發(fā)電以及切負(fù)荷量最小為目標(biāo)的第一目標(biāo)函數(shù)、以日內(nèi)調(diào)度與日前調(diào)度貼合最大為目標(biāo)的第二目標(biāo)函數(shù)及其相應(yīng)約束條件。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，有效地改變多臺區(qū)的供能關(guān)系，從單一的能量互濟(jì)模式變?yōu)殡?、水兩路能量互?jì)的模式，形成整體系統(tǒng)的最優(yōu)控制，將對局部電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。