一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，本发明专利技术精细化考虑了燃煤机组启停调峰优化编制问题，通过将考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度模型拆分为日前优化调度、启停调峰优化两个子问题，降低了原问题的复杂性，实现了对原混合整数规划问题的高效求解。同时，该方法具有适用面广泛，实现难度低的技术优势，对提升我国清洁能源消纳能力具有明显效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法


[0001]本专利技术涉及电力调度领域
，特别涉及一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法。

技术介绍

[0002]近年来，电力系统调度运行面临日益严峻的调峰压力，一方面社会经济发展，居民及商业用电增长，造成用电峰谷差增大，另一方面风电等新能源快速发展，逆调峰特性显著。精细化考虑电网调峰能力的电网日前调度计划优化方法成为研究的重点。
[0003]不同类型电源调峰能力不同。概括来说，风电、光伏等新能源一般不具备调峰能力；梯级水电在无弃水风险的要求下能够停机调峰；火电一般仅提供基本调峰辅助服务，根据系统需要还能够提供深度调峰和启停调峰两类有偿调峰辅助服务。当前对考虑调峰能力的电网日前调度优化方法研究主要集中于燃煤机组深度调峰领域。
[0004]然而目前尚未见考虑启停调峰的日前优化调度方法研究成果。实际上，从近年实际应用情况来看，现有电源深度调峰辅助服务已难以满足系统运行要求，在日前优化调度环节考虑启停调峰已成为优化调度领域研究的必然需要。相比于仅考虑深度调峰的日前优化调度，该方法的难点在于燃煤机组启停数学上属于含混合整数的规划问题，且其启动或停机过程出力曲线一般为固定启停曲线，直接建模较为困难，精细化求解的复杂性更高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，能够解决
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤S1：不考虑燃煤机组调峰的日前优化调度
[0009]在优化目标中引入调峰需求分布因子指标，以实现考虑调峰影响后全网运行效益最大化，调峰需求分布因子优化目标包括两部分，第一部分为最大调峰需求最小，以尽可能避免启停调峰，第二部分为调整需求总量最小，以降低调峰费用；
[0010]步骤S2：调峰需求统计
[0011]根据步骤S1的求解结果，统计分析各时段系统调峰需求,由步骤S1可以求解得到在满足全网购电成本最低与调峰需求分布因子最合理的优化调度方案，其优化结果即为各时段的调峰需求；
[0012]步骤S3：启停调峰需求判定
[0013]本步骤的实施目的在于根据全网深度调峰能力，判定是否需要安排机组启停；
[0014]步骤S4：确定启停调峰燃煤机组
[0015]根据全网启停调峰需求，优化编制燃煤机组启停调峰；
[0016]步骤S5：启停调峰优化编制
[0017]在确定启停燃煤机组的基础上，进一步确定其停机时段，并由此制定其解列和并网期间发电计划；
[0018]步骤S6：深度调峰优化编制
[0019]根据全网调峰需求优化安排燃煤机组深度调峰时段的发电计划；
[0020]步骤S7：生成发电计划
[0021]考虑深度调峰优化编制结果，对日前优化调度模型所形成不考虑燃煤机组调峰的日前优化调度编制结果进行修正即可得到全网不同类型电源的发电计划。
[0022]特别地，所述步骤S1中，引入调峰需求分布因子后的优化目标包括全网购电成本、调峰需求分布因子两部分，可表示为：
[0023][0024]式(1)中，NG为全网机组台数，NT为优化时段数，ΔT为对应时段间隔，p
g
(P)为机组不同发电出力P下的申报价格，为机组g时段t的计划发电出力，P
tC
为时段t的调峰需求。分别为购电成本优化目标项、调峰需求分布因子优化目标项的权重系数，分别为调峰需求分布因子中最大调峰需求、调整需求总量。
[0025]特别地，所述步骤S1中，约束条件包括电力平衡约束、网络传输约束、机组运行特性约束。
[0026]电力平衡约束要求各时段发电功率应与负荷需求平衡，若超过机组最小出力限制，则通过发电削减量平衡，可表示为：
[0027][0028]式(2)中，NB为系统节点数，为节点b时段t的负荷预测；
[0029]网络传输约束要求各时段运行断面潮流不超过其传输限值，可表示为：
[0030][0031]式(3)中，分别为运行断面s的传输能力上、下限值，GSDF
s,g
、GSDF
s,b
分别为机组g、节点b与运行断面s的功率转移分布因子；
[0032]机组运行特性约束是指水电、火电、风电等不同类型机组所需要满足的自身出力变化特性。
[0033]特别地，所述步骤S3中，由于燃煤机组深度调峰成本远低于启停调峰，因此在深度调峰能力能够满足电网调峰需求时，即可不采用启停调峰；燃煤机组深度调峰能力为其最小技术出力与深调最小出力之差，则全网深度调峰能力为所有燃煤机组深度调峰能力之和，可表示为：
[0034][0035]式(9)中，P
PA
为全网深度调峰能力，为燃煤机组g深调最小出力，g∈f表示所有火电机组；
[0036]则若任一时段全网深度调峰能力均大于深度调峰需求，则不需要进行机组启停调峰，否则需要安排机组启停调峰，上述判定条件可表示为：
[0037]P
PA
≥P
tC
ꢀꢀ
(10)
[0038]若任一时段都满足式(10)中的判定条件，则转入步骤S6，否则转入步骤S4。
[0039]特别地，所述步骤S4中，全网启停调峰需求为全网深调能力不能满足全网调峰需求的时段两者差值，可表示为：
[0040][0041]式(11)中，P
tSN
为时段t全网启停调峰需求；
[0042]考虑燃煤机组提供深度调峰后，转为启停调峰，其能够增加的调峰能力就是其深调最小出力，则需要提供启停调峰服务的燃煤机组为按照排序其启停调峰能力之和恰能满足各时段全网最大启停调峰需求的燃煤机组组合，可表示为：
[0043][0044][0045]式(12)-(13)中，前gs-1台燃煤机组启停调峰能力之和小于全网最大启停调峰需求，而前gs台燃煤机组启停调峰能力之和大于全网最大启停调峰需求，则前gs台即为启停调峰机组。
[0046]特别地，所述步骤S5中，为尽可能降低启停调峰对启停调峰燃煤机组的影响，期望停机时段尽可能短，并满足启停调峰技术要求，按照上述优化编制要求，可将启停调峰优化编制转化为优化规划问题，其优化目标为启停调峰时段尽可能短，可表示为：
[0047][0048]式(14)中，为启停燃煤机组g时段t启停状态变量，取值为1，表明该时刻燃煤机组处于停机调峰状态，取值为0，表明该时刻为停机调峰；
[0049]所需要考虑的约束条件包括调峰需求约束、调峰状态变量关系约束、启停次数约束，调峰需求约束要求启停燃煤机组所提供的启停调峰能力大于各时段启停调峰需求，调峰状态变量关系约束用于明确启停状态变量、启动状态变量、停本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤S1：不考虑燃煤机组调峰的日前优化调度在不考虑燃煤机组启停及深度调峰的前提下，优化设计电网发电计划，以确定各时段调峰需求；在优化目标中引入调峰需求分布因子指标，以实现考虑调峰影响后全网运行效益最大化，调峰需求分布因子优化目标包括两部分，第一部分为最大调峰需求最小，以尽可能避免启停调峰，第二部分为调整需求总量最小，以降低调峰费用；步骤S2：调峰需求统计根据步骤S1的求解结果，统计分析各时段系统调峰需求,由步骤S1可以求解得到在满足全网购电成本最低与调峰需求分布因子最合理的优化调度方案，其优化结果即为各时段的调峰需求；步骤S3：启停调峰需求判定本步骤的实施目的在于根据全网深度调峰能力，判定是否需要安排机组启停；步骤S4：确定启停调峰燃煤机组根据全网启停调峰需求，优化编制燃煤机组启停调峰；步骤S5：启停调峰优化编制在确定启停燃煤机组的基础上，进一步确定其停机时段，并由此制定其解列和并网期间发电计划；步骤S6：深度调峰优化编制根据全网调峰需求优化安排燃煤机组深度调峰时段的发电计划；步骤S7：生成发电计划考虑深度调峰优化编制结果，对日前优化调度模型所形成不考虑燃煤机组调峰的日前优化调度编制结果进行修正即可得到全网不同类型电源的发电计划。2.根据权利要求1所述的一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，其特征在于：所述步骤S1中，引入调峰需求分布因子后的优化目标包括全网购电成本、调峰需求分布因子两部分，可表示为：式(1)中，NG为全网机组台数，NT为优化时段数，ΔT为对应时段间隔，p
g
(P)为机组不同发电出力P下的申报价格，为机组g时段t的计划发电出力，P
tC
为时段t的调峰需求。分别为购电成本优化目标项、调峰需求分布因子优化目标项的权重系数，分别为调峰需求分布因子中最大调峰需求、调整需求总量。3.根据权利要求1或2所述的一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，其特征在于：所述步骤S1中，约束条件包括电力平衡约束、网络传输约束、机组运行特性约束。电力平衡约束要求各时段发电功率应与负荷需求平衡，若超过机组最小出力限制，则通过发电削减量平衡，可表示为：
式(2)中，NB为系统节点数，为节点b时段t的负荷预测；网络传输约束要求各时段运行断面潮流不超过其传输限值，可表示为：式(3)中，分别为运行断面s的传输能力上、下限值，GSDF
s,g
、GSDF
s,b
分别为机组g、节点b与运行断面s的功率转移分布因子；机组运行特性约束是指水电、火电、风电等不同类型机组所需要满足的自身出力变化特性。4.根据权利要求1所述的一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，其特征在于：所述步骤S3中，由于燃煤机组深度调峰成本远低于启停调峰，因此在深度调峰能力能够满足电网调峰需求时，即可不采用启停调峰；燃煤机组深度调峰能力为其最小技术出力与深调最小出力之差，则全网深度调峰能力为所有燃煤机组深度调峰能力之和，可表示为：式(9)中，P
PA
为全网深度调峰能力，为燃煤机组g深调最小出力，g∈f表示所有火电机组；则若任一时段全网深度调峰能力均大于深度调峰需求，则不需要进行机组启停调峰，否则需要安排机组启停调峰，上述判定条件可表示为：P
PA
≥P
tC
ꢀꢀ
(10)若任一时段都满足式(10)中的判定条件，则转入步骤S6，否则转入步骤S4。5.根据权利要求1所述的一种考虑燃煤机组启停调峰的水火风互济系统日前优化调度方法，其特征在于：所述步骤S4中，全网启停调峰需求为全网深调能力不能满足全网调峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：代江，赵翔宇，田年杰，单克，赵倩，姜有泉，朱思霖，刘起兴，陈梓煜，杨婧，宋强，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：