一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法.pdf

(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CN113221299A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110465855.1G06F113/04(2020.01)(22)申请日2021.04.28G06F119/08(2020.01)(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号申请人国家电网公司华北分部(72)发明人胡泽春刘礼恺宁剑文艺林江长明张哲张勇(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人廖元秋(51)Int.Cl.G06F30/18(2020.01)G06F111/02(2020.01)G06F111/04(2020.01)G06F111/08(2020.01)权利要求书4页说明书9页(54)发明名称一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法(57)摘要本发明提出一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法，属于灵活性资源参与调峰的运行优化领域。该方法首先利用环境温度预测值和环境温度实际值的历史数据通过经验概率分布函数转换后，构建转换后的环境温度预测值和环境温度实际值的联合概率分布函数，计算得到次日实际环境温度的经验分布；然后建立由目标函数和约束条件构成的蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化模型，对该模型的目标函数进行分布鲁棒优化后对模型求解，得到各时段蓄热式电锅参与调峰时上报功率的最优解，最终得到蓄热式电锅炉参与调峰市场的投标功率曲线，优化完毕。本发明能够降低环境温度不确定性对蓄热式电锅炉参与调峰的影响，充分发挥蓄热式电锅炉的调峰能力。CN113221299ACN113221299A权利要求书1/4页1.一种蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化方法，其特征在于，该方法首先利用环境温度预测值和环境温度实际值的历史数据分别构建对应的经验概率分布函数，利用该函数将环境温度预测值和环境温度实际值的历史数据分别变换后，构建变换后的环境温度预测值和环境温度实际值的联合概率分布函数；利用该联合概率分布函数和次日各时段的环境温度预测值计算次日实际环境温度的经验分布；然后建立由目标函数和约束条件构成的蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化模型，对该模型的目标函数进行分布鲁棒优化后对模型求解，得到各时段蓄热式电锅参与调峰时上报功率的最优解，最终得到蓄热式电锅炉参与调峰市场的投标功率曲线，优化完毕。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)计算次日实际环境温度的经验分布；具体步骤如下：1‑1)获取环境温度预测值历史样本和对应的环境温度实际值Tenv历史样本，利用该历史样本使用统计的方法分别获得的经验概率分布函数和Tenv的经验概率分布函数将使用经验概率分布函数变换后环境温度预测值的对应取值记为env将使用经验概率分布函数变换后T的对应取值记为uTenv，其中将记为第i个环境温度预测值历史样本对应的变换值，将记为第i个环境温度实际值历史样本对应的变换值；1‑2)令为经步骤1‑1)变换后组成的第i个历史样本组合，将任意的两个历史样本组合与构成一个样本对，其中i≠j；判定：若该样本对满足且或满足且则该样本对为一个同序对，否则为一个异序对；对所有历史样本组合构成的各样本对判定完毕后，计算和的Kendall秩相关系数τ，表达式如下：其中，N总对表示样本对总数，N同序对和N异序对分别表示同序对数和异序对数；1‑3)使用GaussianCopula函数，构建和的联合概率分布函数：其中，代表相关矩阵为的标准多源正态分布矩阵，Ψ‑1表示标准正态分布的反函数；矩阵的表达式如下：其中，参数ρ的计算表达式为：2CN113221299A权利要求书2/4页1‑4)将次日均匀划分为Z个时段，对其中每个时段n，执行如下操作：将时段n的环境温度预测值使用经验概率分布函数将其转换为对应的将代入式的联合概率分布函数，并根据联合概率分布函数对进行J次采样，共得到Z*J个样本，将采样所得样本记为使用经验概率分布函数的反函数将变换为对应的该时段环境温度样本实际值对所有时段操作完毕后，得到所有时段环境温度样本实际值；1‑5)根据步骤1‑4)得到的所有时段环境温度样本实际值，采用如下方式计算次日实际环境温度的经验分布其中，函数I为指示函数，当其中的比较关系全部成立时该函数取值为1，否则取值为0；表示时段n的环境温度实际值，n＝1,2,…,Z；2)建立蓄热式电锅炉参与电力系统调峰的运行优化模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：2‑1)建立运行优化模型的目标函数，表达式如下：其中，符号E表示数学期望，Pn表示时段n电锅炉实际功率；为时段n的分时电价；为时段n的单位容量补偿，Bn为时段n的基线负荷做差的形式确定；On为蓄热式电锅参与调峰时时段n的