基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，包括采用蒙特卡洛算法針對調(diào)度區(qū)域內(nèi)的限制條件和設(shè)備運行參數(shù)進行模擬，結(jié)合電氣計算模型輸出電網(wǎng)運行結(jié)果，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)程、三公調(diào)度準則及新能源消納評價方法對結(jié)果進行評分；同時以模擬結(jié)果、評分和電網(wǎng)參數(shù)輸入圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，形成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多約束條件下的電網(wǎng)調(diào)度新能源出力快速計算智能模型，反向推導(dǎo)出滿足約束條件的新能源最大化下的新能源出力計算結(jié)果，從而實現(xiàn)為電網(wǎng)調(diào)度進行動態(tài)、滿足要求的新能源出力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)新能源消納的最大化；解決了新能源調(diào)控出力分配方式存在新能源無法得到最大化消納，可能違反三公調(diào)度的風(fēng)險等問題。公調(diào)度的風(fēng)險等問題。公調(diào)度的風(fēng)險等問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法


[0001]本專利技術(shù)屬于新能源并網(wǎng)
，尤其涉及一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法。

技術(shù)介紹

[0002]隨著大規(guī)模新能源并入電網(wǎng)，源荷之間不平衡、不確定性進一步加劇，電網(wǎng)通道建設(shè)難以滿足完全消納新能源，并使系統(tǒng)運行安全約束斷面難以控制。
[0003]受電網(wǎng)部分區(qū)域電網(wǎng)電源集中，分屬不同調(diào)度機構(gòu)的水火風(fēng)光多類能源、眾多市場主體聚集，電網(wǎng)送出通道能力有限。在上述背景下，傳統(tǒng)基于經(jīng)驗和簡單統(tǒng)計的新能源調(diào)控出力分配方式存在新能源無法得到最大化消納，且不同市場主體矛盾突出且聚焦調(diào)度控制，可能違反“三公調(diào)度”的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，以解決傳統(tǒng)基于經(jīng)驗和簡單統(tǒng)計的新能源調(diào)控出力分配方式存在新能源無法得到最大化消納，且不同市場主體矛盾突出且聚焦調(diào)度控制，可能違反“三公調(diào)度”的風(fēng)險等技術(shù)問題。
[0005]本專利技術(shù)技術(shù)方案是：
[0006]一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，所述方法包括：采用蒙特卡洛算法針對調(diào)度區(qū)域內(nèi)的限制條件和設(shè)備運行參數(shù)進行模擬，并結(jié)合電氣計算模型輸出電網(wǎng)運行結(jié)果，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)程、“三公調(diào)度”準則及新能源消納評價方法對結(jié)果進行評分；同時以模擬結(jié)果、評分和電網(wǎng)參數(shù)輸入圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，形成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多約束條件下的電網(wǎng)調(diào)度新能源出力快速計算智能模型，反向推導(dǎo)出滿足約束條件的新能源最大化下的新能源出力計算結(jié)果，從而實現(xiàn)為電網(wǎng)調(diào)度進行動態(tài)、滿足要求的新能源出力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)新能源消納的最大化。
[0007]設(shè)備運行參數(shù)包括電網(wǎng)拓撲、符合斷面和新能源出力。
[0008]對結(jié)果進行評分包括電網(wǎng)安全性評價、三公調(diào)度風(fēng)險評分及新能源消納評分。
[0009]采用蒙特卡洛算法針對調(diào)度區(qū)域內(nèi)的限制條件和設(shè)備運行參數(shù)進行模擬的方法包括：對采集到目標區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分類，包括準靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)及規(guī)則數(shù)據(jù)，準靜態(tài)數(shù)據(jù)包括目標區(qū)域電網(wǎng)拓撲、新能源廠站數(shù)據(jù)，動態(tài)數(shù)據(jù)包括至少2年調(diào)度運行歷史數(shù)據(jù)、負荷歷史數(shù)據(jù)及新能源機組發(fā)電及出力及對應(yīng)天氣數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計形成模擬基礎(chǔ)庫，包括電網(wǎng)及新能源設(shè)備狀態(tài)集、歷史負荷上下限及新能源機組出力上下限；進而模型電網(wǎng)狀態(tài)及數(shù)據(jù)，利用蒙特卡洛算法，基于基礎(chǔ)庫開展目標區(qū)域的設(shè)備隨機狀態(tài)選取及隨機值設(shè)定；然后利用拓撲分析及潮流計算算法開展電氣計算，輸入通用電力計算算法開展拓撲分析及潮流計算，形成可收斂的電網(wǎng)調(diào)度運行數(shù)據(jù)及新能源發(fā)電數(shù)據(jù)，拋棄未收斂的模擬數(shù)據(jù)，形成可用數(shù)據(jù)結(jié)果集。
[0010]通過對規(guī)則數(shù)據(jù)，包括調(diào)度規(guī)程、“三公調(diào)度規(guī)則”及新能源消納評價方法進行處理形成評價規(guī)則庫。
[0011]評價規(guī)則包括：
[0012]以保障電網(wǎng)安全運行為主要目標的潮流控制評價方法。該方法以通過模擬給定的電網(wǎng)潮流、斷面控制要求及各場站的裝機容量計算分配出力控制目標ΔP
i
，通過該ΔP
i
作為評價一次模擬結(jié)果的安全性評分。
[0013][0014]式中，ΔR為調(diào)度下發(fā)斷面控制削減總量，S
i
為場站i的裝機容量，N為場站個數(shù)。
[0015]評價規(guī)則包括：
[0016]以電網(wǎng)運行經(jīng)濟性和公平性為目標的潮流優(yōu)化評價方法，以“三公調(diào)度”為基本原則，結(jié)合裝機容量分配出力限值、新能源場站發(fā)電能力、網(wǎng)架拓撲結(jié)構(gòu)及上網(wǎng)電價，在保障公平性的基礎(chǔ)上，對目標區(qū)域內(nèi)場站給定出力的經(jīng)濟性進行評價；如公式(2)所示，建立函數(shù)F以系統(tǒng)運行成本C最小化為目標，其中P
i
、ω
i
分別為場站i的有功出力和發(fā)電成本系數(shù)；
[0017][0018]其中，需滿足一下約束條件，如公式(3)系統(tǒng)斷面約束條件，其中k
i
為場站i的潮流轉(zhuǎn)移系數(shù)，P
i,0
為優(yōu)化調(diào)整前場站初始有功值，r
i
為斷面裕度系數(shù)；
[0019][0020]公式(4)新能源場站發(fā)電能力約束原則；
[0021]P
i
≤P
i，n (4)
[0022]基于評價規(guī)則庫對通過蒙特卡洛過程形成的可用數(shù)據(jù)結(jié)果集進行評價，最后整合評價結(jié)果歷史靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)用于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練的輸入集，對應(yīng)的蒙特卡洛生成的隨機狀態(tài)及數(shù)據(jù)作為輸出集，形成圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練集。
[0023]圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，形成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多約束條件下的電網(wǎng)調(diào)度新能源出力快速計算智能模型的方法包括：將目標調(diào)度區(qū)域內(nèi)的新能源調(diào)度運行相關(guān)數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)拓撲及歷史運行數(shù)據(jù)、歷史負荷數(shù)據(jù)、新能源廠站數(shù)據(jù)及運行相關(guān)數(shù)據(jù)作為輸入集、對應(yīng)蒙特卡洛生成的隨機狀態(tài)及數(shù)據(jù)作為輸出集，其中電網(wǎng)拓撲數(shù)據(jù)輸入NN圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，歷史運行數(shù)據(jù)、歷史負荷數(shù)據(jù)、新能源廠站數(shù)據(jù)、歷史出力及發(fā)電數(shù)據(jù)、上網(wǎng)電價、天氣數(shù)據(jù)和評價結(jié)果輸入NN多層線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過另外的NN多層線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將GNN圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和NN多層線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行擬合，推理出給定目標評價結(jié)果與新能源出力分配的內(nèi)在規(guī)律，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度新能源出力快速計算智能模型的構(gòu)建與訓(xùn)練。
[0024]本專利技術(shù)的有益效果是：
[0025]本方法能夠基于蒙特卡洛的強化學(xué)習(xí)算法對通道能力受限模式下的新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化進行最優(yōu)化的計算，通過確保滿足安全約束及三公調(diào)度原則條件下，以受限區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)運行成本、棄風(fēng)棄光量最低等多目標進行優(yōu)化計算，保障新能源并網(wǎng)下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，并最大化消納新能源，減少“三公調(diào)度”風(fēng)險。
[0026]本專利技術(shù)優(yōu)點：
[0027](1)本方法能夠針對通道受限區(qū)域的調(diào)度機構(gòu)實時計算最優(yōu)化的新能源出力數(shù)據(jù)，并保障電網(wǎng)調(diào)度安全、避免“三公調(diào)度”風(fēng)險，最大化新能源消納；(2) 本方法采用蒙特卡洛算法結(jié)合電器計算方法生成強化學(xué)習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)，能夠形成海量的模擬數(shù)據(jù)，并模型多種不常見的情況，在當(dāng)前新能源建設(shè)運行初級階段，保障了訓(xùn)練數(shù)據(jù)的規(guī)模，確保模型訓(xùn)練的可行性和性能指標；(3)本方法采用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠在新能源調(diào)度中不斷學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，能夠適應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和新能源的變動，不斷完善和進化。此外，本方法相對傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗歸納的規(guī)則性計算方法，優(yōu)勢在于：(1)效率高效，能夠適應(yīng)動態(tài)的電網(wǎng)調(diào)度變化要求，快速出具計算結(jié)果；(2)適應(yīng)能力強，能夠不斷適應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變動、負荷變化與新能源廠站增減；(3)準確性高，通過電網(wǎng)調(diào)度新能源出力快速計算智能模型的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標的最大化；本方法基于強化學(xué)習(xí)算法，能夠快速、準確計算新能源出力，適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度的動態(tài)變化、安全性、公平性要求，達到了實時性與經(jīng)濟性的雙重最優(yōu)。
[0028]解決了傳統(tǒng)基于經(jīng)驗和簡單統(tǒng)計的新能源調(diào)控出力分配方式存在新能源無法得到最大化消納，且不同市場主體矛盾突出且聚焦調(diào)度控制，可能違反“三公調(diào)度”的風(fēng)險等技術(shù)問題。
附圖說明
[0029]圖1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，其特征在于：所述方法包括：采用蒙特卡洛算法針對調(diào)度區(qū)域內(nèi)的限制條件和設(shè)備運行參數(shù)進行模擬，并結(jié)合電氣計算模型輸出電網(wǎng)運行結(jié)果，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度運行規(guī)程、“三公調(diào)度”準則及新能源消納評價方法對結(jié)果進行評分；同時以模擬結(jié)果、評分和電網(wǎng)參數(shù)輸入圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，形成基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多約束條件下的電網(wǎng)調(diào)度新能源出力快速計算智能模型，反向推導(dǎo)出滿足約束條件的新能源最大化下的新能源出力計算結(jié)果，從而實現(xiàn)為電網(wǎng)調(diào)度進行動態(tài)、滿足要求的新能源出力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)新能源消納的最大化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，其特征在于：設(shè)備運行參數(shù)包括電網(wǎng)拓撲、符合斷面和新能源出力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，其特征在于：對結(jié)果進行評分包括電網(wǎng)安全性評價、三公調(diào)度風(fēng)險評分及新能源消納評分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，其特征在于：采用蒙特卡洛算法針對調(diào)度區(qū)域內(nèi)的限制條件和設(shè)備運行參數(shù)進行模擬的方法包括：對采集到目標區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分類，包括準靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)及規(guī)則數(shù)據(jù)，準靜態(tài)數(shù)據(jù)包括目標區(qū)域電網(wǎng)拓撲、新能源廠站數(shù)據(jù)，動態(tài)數(shù)據(jù)包括至少2年調(diào)度運行歷史數(shù)據(jù)、負荷歷史數(shù)據(jù)及新能源機組發(fā)電及出力及對應(yīng)天氣數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計形成模擬基礎(chǔ)庫，包括電網(wǎng)及新能源設(shè)備狀態(tài)集、歷史負荷上下限及新能源機組出力上下限；進而模型電網(wǎng)狀態(tài)及數(shù)據(jù)，利用蒙特卡洛算法，基于基礎(chǔ)庫開展目標區(qū)域的設(shè)備隨機狀態(tài)選取及隨機值設(shè)定；然后利用拓撲分析及潮流計算算法開展電氣計算，輸入通用電力計算算法開展拓撲分析及潮流計算，形成可收斂的電網(wǎng)調(diào)度運行數(shù)據(jù)及新能源發(fā)電數(shù)據(jù)，拋棄未收斂的模擬數(shù)據(jù)，形成可用數(shù)據(jù)結(jié)果集。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，其特征在于：通過對規(guī)則數(shù)據(jù)，包括調(diào)度規(guī)程、“三公調(diào)度規(guī)則”及新能源消納評價方法進行處理形成評價規(guī)則庫。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于強化學(xué)習(xí)的受限區(qū)域新能源并網(wǎng)出力分配優(yōu)化方法，其特征在于：評價規(guī)則包括：以保障電網(wǎng)安全運行為主要目標的潮流控制評價方法。該方法以通過模擬給定的電網(wǎng)潮流、斷面控制要求及各場站的裝機容量計算分配出力控制目標ΔP
i
，通...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊粵，杜江，陳龍，白宏宇，徐勝，吳楊，楊帥，李玉靖，郭萌，李伍迪，
申請(專利權(quán))人：貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：