技術(shù)特征：

1.一種采用0-1整數(shù)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，所述方法的步驟如下：

步驟1，確定風(fēng)-蓄系統(tǒng)機(jī)組的連接方案和運(yùn)行狀態(tài)；

步驟2，建立含禁止區(qū)間的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型；

步驟3，確立經(jīng)濟(jì)調(diào)度的原則；

步驟4，分支定界法處理0-1整數(shù)規(guī)劃問題；

步驟5，用matlab軟件對算例進(jìn)行仿真分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用0-1整數(shù)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟1的具體過程如下：

步驟1-1，確定風(fēng)-蓄系統(tǒng)機(jī)組的連接方案；

火電機(jī)組直接與調(diào)度中心相連；抽水蓄能電站分別與上、下水庫連接，抽水蓄能電站可以間接儲(chǔ)存電能，在風(fēng)能過剩時(shí)從下水庫抽水至上水庫，在風(fēng)能缺乏時(shí)從上水庫放水至下水庫；風(fēng)電場與抽水蓄能電站協(xié)調(diào)工作，兩者相連后再與調(diào)度中心相連；

步驟1-2，確定風(fēng)-蓄系統(tǒng)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)；

在風(fēng)-蓄協(xié)調(diào)的節(jié)能調(diào)度中，引入多個(gè)0-1整形優(yōu)化變量反應(yīng)抽水蓄能機(jī)組不同的運(yùn)行狀態(tài)，蓄能電站有三種不同的運(yùn)行狀態(tài)：

狀態(tài)1——放電狀態(tài)，定義其狀態(tài)變量為X(t)；

狀態(tài)2——充電狀態(tài)，定義其狀態(tài)變量為Y(t)；

狀態(tài)3——閑置狀態(tài)，定義其狀態(tài)變量為Z(t)；

X(t)或Y(t)或Z(t)取0時(shí)，表示蓄能機(jī)組不處在其對應(yīng)的狀態(tài)特征上；X(t)或Y(t)或Z(t)取1時(shí)，則表示蓄能機(jī)組處在其對應(yīng)的狀態(tài)特征上；由于在一個(gè)時(shí)刻內(nèi)蓄能機(jī)組只能處于某一運(yùn)行狀態(tài)，滿足關(guān)系：X(t)+Y(t)+Z(t)＝1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用0-1整數(shù)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟2的具體過程如下：

步驟2-1，確定調(diào)度目標(biāo)；

以火電機(jī)組燃煤成本最少為經(jīng)濟(jì)調(diào)度目標(biāo)，即

$\min f_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}\left(a_i{P}_i^2\right(t)+b_i{P}_i(t)+c_i)$

步驟2-2，對發(fā)電機(jī)組設(shè)置禁止區(qū)間；

由于常規(guī)機(jī)組收發(fā)電機(jī)組件物理限制，使得軸承振動(dòng)放大，應(yīng)該對經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型中的發(fā)電機(jī)組設(shè)置禁止區(qū)間；

假設(shè)火電機(jī)組i有k個(gè)禁止區(qū)間，則在t時(shí)刻其運(yùn)行區(qū)間的約束如下：

$\left\{\begin{array}{cc}{P}_{i,1}^{\min }\≤P_i\left(t\right)\≤P_{i,1}^{\max }& or\\ P_{i,2}^{\min }\≤P_i\left(t\right)\≤P_{i,2}^{\max }& or\mathrm{...}or\\ P_{i,k+1}^{\min }\≤P_i\left(t\right)\≤P_{i,k+1}^{\max }& \end{array}\right.$

$P_{i,1}^{\min }\<P_{i,1}^{\max }\<P_{i,2}^{\min }\<P_{i,2}^{\max }\<\mathrm{...}\<P_{i,j}^{\min }\<P_{i,k+1}^{\max }$

式中：N為火電機(jī)組總數(shù)；T為協(xié)調(diào)調(diào)度的時(shí)間總數(shù)；a_i、b_i、c_i為火電機(jī)組i的發(fā)電成本系數(shù)；P_i(t)為t時(shí)段火電機(jī)組i的有功出力；為火電機(jī)組i的第k段可行區(qū)間有功出力最小值，為火電機(jī)組i的第k段可行區(qū)間有功出力最大值；用or表示每個(gè)火電機(jī)組只能運(yùn)行在其中一個(gè)可運(yùn)行子區(qū)間；

步驟2-3，采用可行區(qū)間功率差的MIQP模型方法處理禁止區(qū)間；

考慮每個(gè)機(jī)組第一個(gè)可行區(qū)間與其他可行區(qū)間的功率差跳過禁止區(qū)間，將多余的變量淘汰，可使得變量和約束的數(shù)量降低，運(yùn)行區(qū)間約束變?yōu)椋?/p>

$P_{i,1}^{\min }+\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}{U}_{i,j}{L}_{i,j}^{\min }\≤P_{i,j}\≤P_{i,j}^{\max }+\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}{U}_{i,j}{L}_{i,j}^{\max }$

$\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}{U}_{i,j}\≤1$

$L_{i,j}^{\min }=P_{i,j+1}^{\min }-P_{i,1}^{\min }$

$L_{i,j}^{\max }=P_{i,j+1}^{\max }-P_{i,1}^{\max }$

式中：U_i,j是一個(gè)布爾型變量；和分別為i機(jī)組的第一個(gè)可行區(qū)間與其他可行區(qū)間的上下功率差值；為火電機(jī)組i的第j+1段可行區(qū)間有功出力最小值，為火電機(jī)組i的第j+1段可行區(qū)間有功出力最大值；

步驟2-4，確定約束條件來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度；

功率平衡約束為常規(guī)機(jī)組與風(fēng)-蓄系統(tǒng)共同承擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷，即

$\begin{array}{cc}\underset{i}{\overset{N}{\Σ}}{P}_i\left(t\right)+P_{ws}\left(t\right)=P_d\left(t\right)& \∀t=1,2,\mathrm{...},T\end{array}$

P_ws(t)＝P_w(t)+X(t)P_g(t)-Y(t)P_p(t)

式中：P_ws(t)為風(fēng)-蓄系統(tǒng)t時(shí)段協(xié)調(diào)出力；P_w(t)為t時(shí)段風(fēng)電入網(wǎng)的出力；P_d(t)為t時(shí)段的符合需求；P_g(t)和P_p(t)分別為蓄能機(jī)組在t時(shí)段放電功率和蓄能功率；

風(fēng)電接入電網(wǎng)需要考慮安全接入量，風(fēng)電接入上限約束如下：

P_w(t)≤μ(t)P_wn

式中：P_wn為風(fēng)電裝機(jī)容量；μ(t)為風(fēng)電并網(wǎng)上限系數(shù)，負(fù)荷處在不同的階段時(shí)μ(t)的取值不同；

爬坡率約束：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_i\left(t\right)-P_i(t-1)\≤U{R}_i\\ P_i(t-1)-P_i\left(t\right)\≤{\mathrm{DR}}_i\end{array}\right.$

式中：UR_i和DR_i分別為火電機(jī)組i的上下爬坡率；

由于風(fēng)電和負(fù)荷具有隨機(jī)波動(dòng)性，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，因此火電機(jī)組需要保留一定的備用容量來應(yīng)對風(fēng)電的不確定性；由于系統(tǒng)需要的備用容量是連續(xù)可調(diào)的，所以含禁止區(qū)間電力系統(tǒng)的備用容量約束設(shè)置如下：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\{P_{i,1}^{\max }\left(t\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}{U}_{i,j}\left(t\right)L_{i,j}^{\max }\left(t\right)-P_i\left(t\right)\}\≥SU\left(t\right)$

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\{P_i\left(t\right)-\[P_{i,1}^{\min }\left(t\right)+\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}{U}_{i,j}^{\min }\left(t\right)L_{i,j}^{\min }\left(t\right)\]\}\≥SD\left(t\right)$

式中：SU(t)和SD(t)分別為t時(shí)刻系統(tǒng)總的上下旋轉(zhuǎn)備用預(yù)留值；

根據(jù)抽水蓄能電站的運(yùn)行狀態(tài)，得出其容量約束滿足式(15)-(19)：

$E_{\min }^u\≤E^u\left(t\right)\≤E_{max}^u$

$E_{min}^d\≤E^d\left(t\right)\≤E_{max}^d$

若X(t)＝1，則

若Y(t)＝1，則

若Z(t)＝1,則

式中：E^u(t)和E^d(t)分別為t時(shí)段上下水庫的容量；和分別為上下水庫容量的上下限；Δt為一個(gè)時(shí)間段的時(shí)長；η_g和η_p分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)電效率和儲(chǔ)能效率；

蓄能系統(tǒng)運(yùn)行功率約束：

$\left\{\begin{array}{cc}X\left(t\right)=1& P_{g,\min }\≤P_g\left(t\right)\≤\min \[P_{g,\max },\frac{E^u\left(t\right)}{\mathrm{\Δ}t}\mathrm{\η}\]\\ Y\left(t\right)=1& P_{p,\min }\≤-P_p\left(t\right)\≤\min \[P_{p,\max },\frac{E^d\left(t\right)}{{\mathrm{\Δt\η}}_p}\]\\ Z\left(t\right)=1& P_g\left(t\right)=P_p\left(t\right)=0\end{array}\right.$

式中：P_g,min、P_p,min和P_g,max、P_p,max分別為蓄能系統(tǒng)放電和蓄能功率的上下限。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用0-1整數(shù)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟3的具體過程如下：

步驟3-1，給定系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)段的劃分；

低谷時(shí)段：負(fù)荷率≤β+Δ的時(shí)段；

峰荷時(shí)段：負(fù)荷率≥1-Δ的時(shí)段；

腰荷時(shí)段：β+Δ＜負(fù)荷率＜1-Δ的時(shí)段；

式中：β為日最小負(fù)荷率；Δ為小于備用容量率的給定量；

步驟3-2，負(fù)荷等級劃分；

火電機(jī)組按“全部低谷時(shí)段加90％腰荷時(shí)段”容量運(yùn)行；風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)按“10％腰荷時(shí)段加峰荷時(shí)段”容量恒定運(yùn)行；每個(gè)時(shí)段負(fù)荷的大小將分為兩個(gè)等級：

等級一：低谷時(shí)段加90％腰荷時(shí)段之下→只需常規(guī)機(jī)組供電，風(fēng)電出力全部用于儲(chǔ)能系統(tǒng)；

等級二：低谷時(shí)段加90％腰荷時(shí)段之上→需要常規(guī)機(jī)組和風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)協(xié)調(diào)供電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用0-1整數(shù)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟4的具體過程如下：

0-1整數(shù)規(guī)劃問題很難像KKT條件那樣利用函數(shù)的梯度信息刻畫其最優(yōu)性條件，而分支定界法能很好處理整數(shù)規(guī)劃問題；

具體步驟如下：

初始：對該MIQP問題中的0-1變量進(jìn)行松弛處理，得到原問題一個(gè)下界；

分支：固定0-1變量，使其等于0或等于1得到兩個(gè)子問題；

定界：選擇一個(gè)子問題，對該子問題進(jìn)行松弛處理；

剪枝：若子問題不可行或者子問題的下界等于或大于的已知可行解的目標(biāo)函數(shù)值，停止對該子問題進(jìn)行分支。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用0-1整數(shù)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟5的具體過程如下：

步驟5-1，確定算例以及其必要特征；

步驟5-2，采用matlab軟件編寫B(tài)NB20函數(shù)對算例進(jìn)行仿真分析。