一种电转气设备和燃气轮机的综合控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电力运行优化技术领域，具体涉及一种电转气设备和燃气轮机的综合控制方法及装置。

背景技术

风力发电是解决化石能源危机和环境问题恶化的重要手段，然而随着风电装机规模的扩大，其间歇性和随机性对大规模并网发电带来诸多电网安全稳定和运行调度等方面的危害，此外，弃风、弃光现象频发，上述问题制约了新能源发电的规模化应用。

燃气轮机具有快速启停特性以及快速负荷调节的特性，可配合风电机组，当风电机组投标中，当实际发电量小于预设电量时，燃气轮机可以增加出力，减小风电机组的不平衡电力效用。

电转气设备可以利用冗余的风电通过电解作用将电能转化成氢能，提高能源的利用价值。当风电的实际发电量大于预设电量时，可以将剩余不平衡量用于电解水产氢，从而提高能源的利用效率。

电转气设备和燃气轮机这两种不同方向的气电转换设备的综合利用可以降低风电场预设不准确的风险，因此，亟需一种电转气设备和燃气轮机的综合控制方法。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出了一种电转气设备和燃气轮机的综合控制方法及装置。

第一方面，提供一种电转气设备和燃气轮机的综合控制方法，所述电转气设备和燃气轮机的综合控制方法包括：

求解预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型，获取电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案；

利用所述发用电决策方案控制所述电转气设备和燃气轮机；

其中，所述预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型包括：以电转气设备和燃气轮机的发用电决策期望效用最大为目标的目标函数，以及针对电转气设备和燃气轮机的约束条件。

优选的，所述电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案包括下述中的至少一种：风电机组的预设电量、燃气机组的预设电量、燃气机组的实际发电量、燃气机组的开关机状态、电转气设备的实际消耗的电量、电转气设备的预设用电量、电转气设备的开关机状态。

优选的，所述目标函数的计算式如下：

上式中，EP为目标函数的函数值，π

进一步的，所述第s个场景下风电机组的期望效用的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述第s个场景下燃气机组的期望效用的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述第s个场景下电转气设备的期望效用的计算式如下：

上式中，λ

进一步的，所述第s个场景下不平衡效用的计算式如下：

上式中，

其中，

进一步的，所述实际能量与预设能量偏差的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述风电机组、燃气机组和电转气设备最优日前预设发用电量总和的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述条件风险价值的计算式如下：

上式中，ξ为第一辅助变量，α为置信度，η

优选的，所述约束条件包括下述中的至少一种：偏差量约束、正负能量偏差约束和风险价值约束。

进一步的，所述偏差量约束的数学模型如下：

上式中，

进一步的，所述正负能量偏差约束的数学模型如下：

上式中，

进一步的，所述风险价值约束的数学模型如下：

η

-(EPWD

上式中，ξ为第一辅助变量，η

第二方面，提供一种电转气设备和燃气轮机的综合控制装置，所述电转气设备和燃气轮机的综合控制装置包括：

求解模块，用于求解预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型，获取电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案；

控制模块，用于利用所述发用电决策方案控制所述电转气设备和燃气轮机；

其中，所述预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型包括：以电转气设备和燃气轮机的发用电决策期望效用最大为目标的目标函数，以及针对电转气设备和燃气轮机的约束条件。

第三方面，提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法。

第四方面，提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法。

本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

本发明提供了一种电转气设备和燃气轮机的综合控制方法及装置，包括：求解预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型，获取电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案；利用所述发用电决策方案控制所述电转气设备和燃气轮机；其中，所述预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型包括：以电转气设备和燃气轮机的发用电决策期望效用最大为目标的目标函数，以及针对电转气设备和燃气轮机的约束条件。本发明提供的技术方案可利用上述预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型，通过燃气轮机和电转气设备的可控性，降低风电场出力随机性导致的预设的风险损失，将短缺风电利用燃机发电弥补，冗余风电转化为氢气来提高能源的综合利用效率，优化风电场、燃气机组和电转气设备的发用电决策。

附图说明

图1是本发明实施例的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法的主要步骤流程示意图；

图2是本发明实施例的电转气设备和燃气轮机的综合控制装置的主要结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1，图1是本发明的一个实施例的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法的主要步骤流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法主要包括以下步骤：

步骤S101：求解预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型，获取电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案；

步骤S102：利用所述发用电决策方案控制所述电转气设备和燃气轮机；

其中，所述预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型包括：以电转气设备和燃气轮机的发用电决策期望效用最大为目标的目标函数，以及针对电转气设备和燃气轮机的约束条件。

本实施例中，所述电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案包括下述中的至少一种：风电机组的预设电量、燃气机组的预设电量、燃气机组的实际发电量、燃气机组的开关机状态、电转气设备的实际消耗的电量、电转气设备的预设用电量、电转气设备的开关机状态。

在一个实施方式中，所述目标函数的计算式如下：

上式中，EP为目标函数的函数值，π

在一个实施方式中，所述第s个场景下风电机组的期望效用的计算式如下：

上式中，

在一个实施方式中，所述第s个场景下燃气机组的期望效用的计算式如下：

上式中，

在一个实施方式中，所述第s个场景下电转气设备的期望效用的计算式如下：

上式中，λ

在一个实施方式中，所述第s个场景下不平衡效用的计算式如下：

/>

上式中，

其中，

在一个实施方式中，所述实际能量与预设能量偏差的计算式如下：

上式中，

在一个实施方式中，所述风电机组、燃气机组和电转气设备最优日前预设发用电量总和的计算式如下：

上式中，

在一个实施方式中，所述条件风险价值的计算式如下：

上式中，ξ为第一辅助变量，α为置信度，η

优选的，所述约束条件包括下述中的至少一种：偏差量约束、正负能量偏差约束和风险价值约束。

在一个实施方式中，所述偏差量约束的数学模型如下：

上式中，

在一个实施方式中，所述正负能量偏差约束的数学模型如下：

/>

上式中，

在一个实施方式中，所述风险价值约束的数学模型如下：

η

-(EPWD

上式中，ξ为第一辅助变量，η

基于同一发明构思，本发明提供一种电转气设备和燃气轮机的综合控制装置，如图2所示，所述电转气设备和燃气轮机的综合控制装置包括：

求解模块，用于求解预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型，获取电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案；

控制模块，用于利用所述发用电决策方案控制所述电转气设备和燃气轮机；

其中，所述预先建立的电转气设备和燃气轮机的发用电决策模型包括：以电转气设备和燃气轮机的发用电决策期望效用最大为目标的目标函数，以及针对电转气设备和燃气轮机的约束条件。

优选的，所述电转气设备和燃气轮机的发用电决策方案包括下述中的至少一种：风电机组的预设电量、燃气机组的预设电量、燃气机组的实际发电量、燃气机组的开关机状态、电转气设备的实际消耗的电量、电转气设备的预设用电量、电转气设备的开关机状态。

优选的，所述目标函数的计算式如下：

上式中，EP为目标函数的函数值，π

进一步的，所述第s个场景下风电机组的期望效用的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述第s个场景下燃气机组的期望效用的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述第s个场景下电转气设备的期望效用的计算式如下：

上式中，λ

进一步的，所述第s个场景下不平衡效用的计算式如下：

上式中，

其中，

进一步的，所述实际能量与预设能量偏差的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述风电机组、燃气机组和电转气设备最优日前预设发用电量总和的计算式如下：

上式中，

进一步的，所述条件风险价值的计算式如下：

上式中，ξ为第一辅助变量，α为置信度，η

优选的，所述约束条件包括下述中的至少一种：偏差量约束、正负能量偏差约束和风险价值约束。

进一步的，所述偏差量约束的数学模型如下：

上式中，

进一步的，所述正负能量偏差约束的数学模型如下：

上式中，

进一步的，所述风险价值约束的数学模型如下：

η

-(EPWD

上式中，ξ为第一辅助变量，η

进一步的，本发明提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法。

进一步的，本发明提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的电转气设备和燃气轮机的综合控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。