本發(fā)明涉及綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃，尤其涉及一種基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電源規(guī)劃是根據(jù)規(guī)劃年的相關(guān)需求提前確定未來(lái)的電源結(jié)構(gòu)，其核心就是提出電源建設(shè)的項(xiàng)目、容量和建設(shè)進(jìn)度。目前的規(guī)劃模型主要分為兩種形式：一種是計(jì)及典型日的規(guī)劃-運(yùn)行模擬一體化模型，該模型將規(guī)劃決策與運(yùn)行模擬整合為單層模型，同時(shí)將全年的時(shí)間序列聚類成多個(gè)典型日進(jìn)行運(yùn)行模擬，此類處理形式雖然優(yōu)化了計(jì)算速度，但其無(wú)法充分反映全年各時(shí)段準(zhǔn)確的運(yùn)行情況，且容易忽略個(gè)別極端情況；另一種是上層規(guī)劃-下層運(yùn)行模擬的雙層模型，上層模型將規(guī)劃方案?jìng)鬟f至下層模型，下層模型將運(yùn)行模擬得到的參數(shù)返回至上層模型，通過(guò)不斷修正規(guī)劃方案直至最優(yōu)，但此類處理形式，其僅在上層中考慮規(guī)劃相關(guān)的約束，當(dāng)涉及電-熱協(xié)同規(guī)劃后，僅僅依靠規(guī)劃層面的約束難以得到最優(yōu)規(guī)劃方案。因此需要進(jìn)一步研發(fā)出能夠?qū)煞N方法整合，進(jìn)行典型日更新迭代的雙層規(guī)劃模型設(shè)計(jì)方案。

2、在高比例新能源的背景下，煤電機(jī)組不僅要作為主體電源保證電、熱供給的可靠性，還需要作為最主要的靈活性供給資源來(lái)消納新能源。但由于嚴(yán)寒地區(qū)的煤電機(jī)組需要耦合供熱進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，當(dāng)煤電機(jī)組的供暖期與新能源機(jī)組的大發(fā)期相互疊加時(shí)，煤電機(jī)組的調(diào)峰能力因保證供熱而受限，進(jìn)而導(dǎo)致新能源的大規(guī)模棄電，難以應(yīng)對(duì)高比例新能源電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)需求。

3、因此，有必要考慮結(jié)合上述進(jìn)行典型日更新迭代的雙層規(guī)劃模型設(shè)計(jì)方案，對(duì)進(jìn)行新能源與供熱煤電靈活改造的協(xié)同規(guī)劃，以規(guī)避現(xiàn)存協(xié)同規(guī)劃方法不能夠有效結(jié)合嚴(yán)寒地區(qū)電熱綜合能源情況并真實(shí)地反映實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)而解決面向嚴(yán)寒地區(qū)電熱綜合能源系統(tǒng)電-熱協(xié)同規(guī)劃的研究空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，為解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，特提出了一種基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法。

2、一種基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

3、s1、創(chuàng)建嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)；

4、s2、設(shè)置所述上層規(guī)劃約束條件，在所述上層規(guī)劃約束條件的約束下，基于典型日集合以及上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)，形成相應(yīng)的典型日規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，所述典型日集合具有多個(gè)典型日數(shù)據(jù)；

5、s3、創(chuàng)建嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)；

6、s4、設(shè)置所述下層運(yùn)行模擬約束條件，在所述下層規(guī)劃約束條件的約束下，基于所述典型日規(guī)劃設(shè)計(jì)方案以及所述下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行全年逐小時(shí)實(shí)際生產(chǎn)模擬進(jìn)而獲得實(shí)際生產(chǎn)模擬數(shù)據(jù)即初始運(yùn)行結(jié)果；

7、s5、創(chuàng)建雙層迭代策略，根據(jù)初始運(yùn)行結(jié)果以及所述雙層迭代策略獲取典型日集合修正方案，并基于所述典型日集合修正方案對(duì)步驟s2所形成的典型日集合進(jìn)行修正，進(jìn)而獲得滿足修正指標(biāo)要求的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方案，其中所述的修正指標(biāo)要求中的修正指標(biāo)包括但不限于失負(fù)荷率及棄電率。

8、此外，還提出了一種基于上述設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃系統(tǒng)，其包括：

9、第一模型創(chuàng)建單元，其用于創(chuàng)建嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)；

10、第一模型約束單元，其用于設(shè)置上層規(guī)劃約束條件，在所述上層規(guī)劃約束條件的約束下，基于典型日集合以及上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)，形成相應(yīng)的典型日規(guī)劃設(shè)計(jì)方案；

11、第二模型創(chuàng)建單元，其用于創(chuàng)建嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)；

12、第二模型約束單元，其用于設(shè)置下層運(yùn)行模擬約束條件，在所述下層規(guī)劃約束條件的約束下，基于所述典型日規(guī)劃設(shè)計(jì)方案以及所述下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行全年逐小時(shí)實(shí)際生產(chǎn)模擬進(jìn)而獲得實(shí)際生產(chǎn)模擬數(shù)據(jù)即初始運(yùn)行結(jié)果；

13、運(yùn)算處理單元，其用于創(chuàng)建雙層迭代策略，根據(jù)初始運(yùn)行結(jié)果以及所述雙層迭代策略獲取典型日集合修正方案，并基于所述典型日集合修正方案對(duì)步驟s2所形成的典型日集合進(jìn)行修正，進(jìn)而獲得滿足修正指標(biāo)要求的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方案，其中所述的修正指標(biāo)要求中的修正指標(biāo)包括但不限于失負(fù)荷率及棄電率。

14、此外，為解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的不足，還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)指令在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述的方法。

15、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，將具有如下有益效果：

16、本發(fā)明給出了一種新型的從嚴(yán)寒地區(qū)的角度進(jìn)行新能源與供熱煤電靈活改造的協(xié)同規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，通過(guò)本發(fā)明可對(duì)煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造來(lái)提高煤電機(jī)組的調(diào)峰幅度及消納能力，以確保煤電機(jī)組在供暖期有足夠的靈活性供給能力滿足新能源消納需求。

17、具體而言，本發(fā)明針對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)含風(fēng)-光-水-火-核-儲(chǔ)等電源以及熱電聯(lián)產(chǎn)、電鍋爐、蓄熱罐、燃煤鍋爐等熱源分布特性的復(fù)雜電-熱源結(jié)構(gòu)的省級(jí)綜合能源系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一種基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，在上層規(guī)劃模型設(shè)計(jì)中嵌套典型日運(yùn)行模擬以檢驗(yàn)規(guī)劃方案的合理性，在下層生產(chǎn)模擬模型設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)模擬，同時(shí)將與上層典型日模擬結(jié)果相悖的特殊日作為新增典型日添加至上層的典型日集合中，同時(shí)不斷迭代修正典型日集合，直至上層典型日模擬能夠真實(shí)地反映實(shí)際運(yùn)行情況，解決面向嚴(yán)寒地區(qū)電熱綜合能源系統(tǒng)電-熱協(xié)同規(guī)劃無(wú)有效解決方案的研究空白。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，所述s5中創(chuàng)建雙層迭代策略，根據(jù)初始運(yùn)行結(jié)果以及所述雙層迭代策略獲取典型日集合修正方案的過(guò)程包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，所述s1中嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的上層規(guī)劃模型以規(guī)劃年的新建資源年化投資成本及典型日總運(yùn)行成本之和最低為目標(biāo)，則對(duì)應(yīng)的的目標(biāo)函數(shù)如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，所述上層規(guī)劃約束條件包括第一新舊裝機(jī)容量的耦合關(guān)系約束條件、第一靈活性改造容量約束條件、第一規(guī)劃容量平衡約束條件、第一各時(shí)段電力平衡約束條件、第一各時(shí)段可調(diào)容量平衡約束條件、第一各時(shí)段供熱平衡約束條件、第一新能源滲透率約束條件、第一新能源運(yùn)行約束條件、第一水電運(yùn)行約束條件、第一電儲(chǔ)能運(yùn)行約束條件、第一核電運(yùn)行約束條件、第一純凝機(jī)組運(yùn)行約束條件、第一抽凝機(jī)組運(yùn)行約束條件、第一背壓機(jī)組運(yùn)行約束條件、第一電鍋爐運(yùn)行約束條件、第一蓄熱罐運(yùn)行約束條件、第一燃煤鍋爐運(yùn)行約束條件；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，所述嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)與嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)類似，不同點(diǎn)在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法，其特征在于，

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法所形成的協(xié)同規(guī)劃系統(tǒng)，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙層迭代的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方法及系統(tǒng)，方法包括：S1、創(chuàng)建嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)；S2、設(shè)置所述上層規(guī)劃約束條件，在所述上層規(guī)劃約束條件的約束下，基于典型日集合以及上層規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)，形成相應(yīng)的典型日規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，S3、創(chuàng)建嚴(yán)寒地區(qū)對(duì)應(yīng)的靈活性資源與新能源協(xié)同規(guī)劃模型的下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)；S4、設(shè)置所述下層運(yùn)行模擬約束條件，在所述下層規(guī)劃約束條件的約束下，基于所述典型日規(guī)劃設(shè)計(jì)方案以及所述下層運(yùn)行模擬模型的目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行全年逐小時(shí)實(shí)際生產(chǎn)模擬進(jìn)而獲得實(shí)際生產(chǎn)模擬數(shù)據(jù)即初始運(yùn)行結(jié)果；S5、創(chuàng)建雙層迭代策略，根據(jù)初始運(yùn)行結(jié)果以及所述雙層迭代策略獲取典型日集合修正方案，并基于所述典型日集合修正方案對(duì)步驟S2所形成的典型日集合進(jìn)行修正，進(jìn)而獲得滿足修正指標(biāo)要求的嚴(yán)寒地區(qū)新能源與靈活煤電協(xié)同規(guī)劃方案。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)技術(shù)面向嚴(yán)寒地區(qū)電熱綜合能源系統(tǒng)電?熱協(xié)同規(guī)劃的無(wú)有效方案的研究空白。

技術(shù)研發(fā)人員：張娜,郭尚民,李雍睿,竇文雷,王征,宋坤,郭志彤,武志鍇,楊博,李芳,遲長(zhǎng)煜,呂泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21