(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111557472.3 (22)申请日 2021.12.19 (71)申请人 东北电力大 学 地址 132012 吉林省吉林市船 营区长春路 169号 (72)发明人 肖白　张博　姜卓　 (74)专利代理 机构 吉林市达利专利事务所 22102 代理人 陈传林 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/48(2006.01) H02J 3/24(2006.01) G06Q 10/04(2012.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 考虑电源灵活性和互补性的多能源电力系 统优化调度方法 (57)摘要 本发明是一种考虑电源灵活性和互补性的 多能源电力系统优化调度方法， 其特点是， 包括： 建立电源灵活性和互补性供需模 型； 定义可再生 能源互补电源和电源互补需求指标， 充分发挥多 能互补作用， 以系统运行经济性和火电运行平稳 性最优、 污染物排放量最小为目标构建了风光水 气火储多目标协调分层优化调度模 型； 采用基于 启发式优先顺序法来确定火电启停机组集合来 避免多变量耦 合解空间下的 “维数灾”问题； 采用 目标函数适应度差量排序法确定子目标函数的 权重系数； 通过引入动态概率和制定蜂群最优引 导策略改进人工蜂群算法， 并使用该改进人工蜂 群算法对所建立的调度模型进行求解。 具有科学 合理， 适用性强， 效果佳的优点。 权利要求书6页 说明书16页 附图6页 CN 114221338 A 2022.03.22 CN 114221338 A 1.一种考虑电源灵活性和互补性的多能源电力系统优化调度方法， 其特征是， 它 包括： 建立电源灵活性和互补性供需模型、 建立优化调度模型、 制 定多能源电力系统协调调度的 调度策略及求 解方法， 具体内容 为： 1)建立电源灵活性供需和互补性需求模型 电力系统灵活性和互补性体现在电源侧， 因此在电源侧引入应用于多能源电力系统协 调优化运行的灵活性和互补性模型； ①建立电源灵活性供需模型 参与并网所有发电单元各个时段可调出力之和即为系统在该时段能够提供的灵活性， 称为电源灵活性供给， 在空间上分为向上灵活性供给和向下灵活性供给， 见公 式(1)和公式 (2)； 式中， 和 分别为系统在t时段的上、 下调灵活性供给量； 分别为火电g、 气电r、 水电h在t时段的上、 下调灵活性供给量； Pth,g,t、 Pmt,r,t、 Phy,h,t分别 为在t时段火电g、 气电r、 水电h的出力值； Pth,g,max、 Pth,g,min、 Pmt,r,max、 Pmt,r,min、 Phy,h,max、 Phy,h,min分 别为火电机组g、 气电机组r、 水电机组h出力的上、 下限值； 分别为火电g、 气电r、 水电h的上、 下爬坡值； NG、 NR、 NH分别为火电机组、 气电机组、 水电机组 的个数； 多能源电力系统对灵活性的需求来自于可再生能源的不确定性， 负荷的波动性以及预 测误差， 分为系统的上调灵活性需求供 给量和下调灵活性需求供 给量， 见公式(3)； 式中， 为系统在t时段的上、 下灵活性需求 供给量； qu、 qd分别为因光伏功率 预测 误差引起的上、 下调灵活性系数； wu、 wd分别为因风电功率 预测误差引起的上、 下调灵活性系 数； eu、 ed分别为因系统负荷预测误差引起的上、 下调 灵活性系数； Pwd,t+1， Ppv,t+1、 Pl,t+1分别 为在t+1时间段光伏、 风电、 负荷功率的预测值； Pl,t为t时间段内负荷功率的预测值； ΔPl,t 为t+1时段负荷与t时段负荷功率的差值； 评估总体灵活性余量； 灵活性供给和灵活性需求的差值为电力系统电源灵活性裕度，权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 114221338 A 2分为上调灵活性裕度和下调灵活性裕度， 见公式(4)； 式中， 分别为系统在t时段的上调灵活性裕度和下调灵活性裕度； ②建立电源互补性需求模型 多能源电力系统电源的互补需求利用可控电源来补充和 支持不可控电源； 从电源输出 与系统负荷的关系 出发， 引入互补需求的数学模型； 目标是多能源电力系统所追求的互补 效应和优化方向； 基于多能源电力系统的互补机理， 从提高可再生能源适应性和消纳能力 的角度， 引入电源互补需求的数 学模型， 电源、 负荷的功率变化 率计算见公式(5) ‑(6)； 式中， 和 分别为电源、 负荷的功率变化率； 和 分别为t时段电源、 负荷的功率； 和 分别为是t ‑1时段电源、 负荷的功率； Δt为时间 间隔； 电源功率相对变化 率和负荷输出功率相对变化 率的计算见公式(7)和公式(8)； 式中， 是电源的输出功率相对变化率； 是负荷的输出功率相对变化率； 和 分别 为电源和负荷的功率变化 率； PSC是电源的装机容 量； Plmax,T是负荷的最大值， T为时段 数； 通过负荷功率和电源功率相对变化率得到电源和负载之间的互补需求指标， 见公式 (9)； 式中， Dsl为互补需求指标； 2)建立优化调度模型 ①建立目标函数 为激励电源充分发挥多元化作用， 实现系统运行的经济性、 对环境的友好性和火电出 力的平稳性， 构建以总运行成本最低、 污染气体排放量最小和火电出力方差最小的多目标 函数； 总运行成本最低， 由于风电、 光伏、 水电属于清洁能源， 只有火电机组和燃气机组消耗 化石燃料， 系统运行是产生的经济性一部分取决于燃煤和燃气费用， 另一部分是储能系统 的运行成本， 见公式(10) ‑(13)； 权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 114221338 A 3