一种基于混合算法的风蓄火联合运行的优化方法
【专利说明】-种基于混合算法的风蓄火联合运行的优化方法
[0001] 【技术领域】 本发明设及一种基于混合算法的风蓄火联合运行的优化方法，属于电力系统能源的优 化调度技术领域。
[0002] 【【背景技术】】 随着人类社会的不断发展，人类进入了工业化大生产的时代。一方面，对于能源的需求 日益增加，因此能源危机遍及全世界；另一方面，能源危机还伴随着环境污染，由于主要污 染物排放量超过环境所能承载的能力，化石能源对环境有很大的污染和危害。为了解决能 源短缺危机W及化石燃料燃烧所带来的粉尘、酸雨等污染性问题，我国需要大力发展风电 等清洁能源，而风电由于其本身的特点加上我国风电行业的现状，容易产生"弃风"，故采用 抽水蓄能电站作为风电的储能系统。采用该发明所设及的优化方法，既可W减少风力发电 的"弃风"现象，又可W给包括风电、抽水蓄能电站及常规火电机组在内的整个电源侧带来 极大的经济效益，具有一定的研究价值。
[0003] 【
【发明内容】
】 本发明的目的在于:针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种基于混合算法的风蓄火 联合运行的优化方法，W经济调度和机组组合为基础，建立了电网整体效益最大为目标的 优化模型，采用混合智能算法求解，提高了经济调度的精确性W及可靠性。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 本发明所述的一种基于混合算法的风蓄火联合运行的优化方法，W风电场自身容量限 审IJ、抽水蓄能电站抽水、发电功率上下限和水库容量限制W及火电机组的出力上下限、爬坡 功率、最小启停时间W及系统备用和功率平衡为约束条件，建立W联合系统经济效益最大 为目标函数的数学模型，所述数学模型的目标函数为：
并将目标函数分成两部分，
式中，M表示电网所获得的经济效益;N为24,表示一天中24个时段;n表示火电机组的个 数;Cwt为第t个时段风电上网电价，Cht为第t个时段抽水蓄能电站上网电价;Cpt为第t个时段 的抽水电价;Pwt则表示火风蓄供电情况下，第t个时段风电机组直接并网功率;Ui,t表示火电 机组第i台机组第t个时段的运行状况。
[000引在本发明中:所述风电场约束条件的表达式为： 0呈f地呈巧
式中，Pwt表示风电场第t时刻直接并网功率;F爾表示风电直接并网上限;表示原 始风电场功率;Ppt表示抽水蓄能电站第t时刻抽水功率;PDLt表示风电场第t时刻的弃风功 率。
[0006] 在本发明中:所述抽水蓄能电站约束条件的表达式为： 水库库容约束：
式中，化和[帘分别表示抽水蓄能电站中水累的抽水功率最小值和抽水功率的最大值； 日!和Ph分别表示抽水蓄能电站中水轮机出力的下限和上限;化和化分别表示抽水蓄能电 站中可逆式机组的抽水效率和发电效率;Et表示第t时段的水库储能;g和巨分别表示水库 所储能量的最小值和最大值；At取化。
[0007] 在本发明中:所述火电站约束条件的表达式包括W下部分，其中： (1 )、系统旋转备用约束表达式:E馬-也财，,叫； 2-1 (2) 、机组输出上下限约束表达式:巧J查是； (3) 、机组爬坡率约束表达式：瑞1:-马蝴恤.直马化'卓1+而^ ; (4) 、机组最小运行时间约束表达式:'(灯,>1.."^'.町,*)(式>:1...- .)'去'田； 巧）、机组最小停运时间约束表达式：（U,,, - - r,.必）岂0 ; 式中，Rt表示第t时段系统的旋转备用容量，取Lt的7%;些和PGi分别表示第i台火电机 组出力的下限和上限；Pi,down和Pi,UP分别表示第i台火电机组下坡约束功率和上坡约束功 率;Ti,。。和Ti, Df f分别表示第i台火电机组的最小运行时间和最小停运时间。
[000引在本发明中:所述功率平衡的表达式：
式中，Pwt表示第t时刻风电机组直接并网功率;Ui,t表示火电机组第i台机组第t时刻的 运行状况;Pgi,t表示火电机组第i台机组第t时刻的出力;Pht、Ppt分别表示第t时刻抽水蓄能 电站的发电功率和抽水功率。
[0009] 在本发明中：所述数学模型的目标函数中的M = /1+/2+/3为遗传算法的适应 度函数，其中遗传算法的种群规模为200个，终止代数为100代，所述遗传算法的子代个体采 用单点交叉方式，交叉概率为0.65，且遗传算法的变异概率为0.0 l。
[0010] 在本发明中：所述数学模型的目标函数中的，
为 粒子群算法的适应度函数，其中粒子群算法的种群规模为100个，终止代数为100代。
[0011] 采用上述方法后，本发明有益效果为:本发明W经济调度和机组组合为基础，建立 了电网整体效益最大为目标的优化模型，采用混合智能算法求解，提高了经济调度的精确 性W及可靠性。不仅增加了系统对风电的"消纳"能力，而且提高了发电企业的经济效益。
[0012] 【【附图说明】】 此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不 构成对本发明的不当限定，在附图中： 图1是本发明的原理示意图； 图2是本发明的流程示意图。
[001引【【具体实施方式】】 下面将结合附图W及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例W及说明仅 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0014]如图所示，一种基于混合算法的风蓄火联合运行的优化方法，W风电场自身容量 限制、抽水蓄能电站抽水、发电功率上下限和水库容量限制W及火电机组的出力上下限、爬 坡功率、最小启停时间W及系统备用和功率平衡为约束条件，建立W联合系统经济效益最 大为目标函数的数学模型，所述数学模型的目标函数为：
其中，克(户邮）=。〇場J +'。品J +斯. 并将目标函数分成两部分
式中，M表示电网所获得的经济效益;N为24,表示一天中24个时段;n表示火电机组的个 数;Cwt为第t个时段风电上网电价，Cht为第t个时段抽水蓄能电站上网电价;Cpt为第t个时段 的抽水电价;Pwt则表示火风蓄供电情况下，第t个时段风电机组直接并网功率;Ui,t表示火电 机组第i台机组第t个时段的运行状况。所述风电场约束条件的表达式为：
式中，Pwt表示风电场第t时刻直接并网功率;P而表示风电直接并网上限;表示原 始风电场功率;Ppt表示抽水蓄能电站第t时刻抽水功率;PDLt表示风电场第t时刻的弃风功 率。所述抽水蓄能电站约束条件的表达式为： 水库库容约束：
式中，化和巧分别表示抽水蓄能电站中水累的抽水功率最小值和抽水功率的最大值； 日!和PR分别表示抽水蓄能电站中水轮机出力的下限和上限;化和化分别表示抽水蓄能电 站中可逆式机组的抽水效率和发电效率;Et表示第t时段的水库储能;g和臣分别表示水库 所储能量的最小值和最大值；At取化。所述火电站约束条件的表达式包括W下部分，其中： (1) 、系统旋转备用约束表达式:S庇-也巧，,吉巧..； 2-1 (2) 、机组输出上下限约束表达式：而适 < 馬, < 也專； (3) 、机组爬坡率约束表达式：冷,_1 -马5曲《? 巧化直瑞.心1 ; (4) 、机组最小运行时间约束表达式U,,,)(Tw-O ; 巧）、机组最小停运时间约束表达式：（u,,* - - r,,w) ^曰； 式中，Rt表示第t时段系统的旋转备用容量，取Lt的7%;些和PUi分别表示第i台火电机 组出力的下限和上限；Pi,down和Pi,UP分别表示第i