安全约束调度中通用性成本空间的生成方法技术

本发明专利技术涉及电网调度机构在编制满足各类安全约束的发电计划过程中一种通用性成本空间的生成方法，通过对调度的生产规律的总结，结合电力市场和节能调度的经济学理论，提出了一种优化算法所需要的，包含了发电调度负荷加载顺序、约束调整顺序等信息的“序成本空间”构建方法，将成本管理协同到求解安全约束经济调度的过程中，使优化算法能通用性地适应“三公”调度、节能调度、成本调度、电力市场等多种发电模式的需要，为实现发电资源优化配置、实现大电网安全约束、降低电网损耗、进一步提高输变电资源提供了一个新的解决途径；提供了在安全约束调度中，无需再根据具体情况进行复杂的建模和求解的一种省时、省力，具有通用性的成本空间生成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网调度机构在编制满足各类安全约束的发电计划过程中一种通用 性成本空间的生成方法。
技术介绍
从上世纪80年代中后期开始，随着电力投资多元化的深入，为了保证各投资主体 的合法经济利益，发电计划的编制以“三公”调度为原则。“三公”调度的目标是在保证电网 安全运行的同时，使同类机组在各种计划周期内的利用小时基本相当。这种做法在一定时 期内促进了电力工业快速发展，但也导致了高效环保的大火电机组发电能力无法充分发挥 作用，高污染、高能耗的小火电机组却能多发电的情况。随着电力体制改革的深入和国际金融、能源格局的变化，对发电计划又提出了依 据电力市场规则或者是节能调度原则进行调度的要求。同时，新型输电技术的应用和电力 系统规模的扩张，使得发电计划编制的目标和约束也越来越复杂，传统以人工编制为主的 发电计划编制方式越来越无法适应生产实践的要求，因此需要利用严谨的、通用的数学规 划软件包来开发一套满足各种约束条件的安全约束调度软件，实现发电计划编制的模式从 面向曲线的方式向面向约束的方式转变，通过提高计划编制的智能化水平，适应电力市场、 节能调度、“三公”调度对发电计划编制的要求。安全约束调度是电力系统调度机构在发电计划管理中应用到的一个核心技术，包 括了安全约束机组组合(Security-Constrained Unit Commitment，简称SCUC)和安全约束 经济调度(Security-Constrained Economic Dispatch，简称SCED)两方面内容。调度机构 的发电计划管理实现的目标是在满足各种的网络和机组运行参数的前提下，考虑各类经 济、节能、环保政策的要求，保证系统的发用电平衡，从而实现电网安全、稳定、优质运行。从 理论上分析，安全约束调度是一个大规模、非线性、时变的、混合整数优化问题，必须通过对 生产现实的分析，构建合理的数学模型，然后通过数学规划包予以实现。电力市场的目标是社会效益最大化，相应于发电侧市场就是购电成本最小化。其 目标函数如下minF= J； Clt(Plt)_公式⑴ =1,/=1其中=Ciit(Pu)指t时段第i台机组出力处的购电成本。在这个目标函数下，系统还要满足以下约束条件1)各时段机组出力总和与总需求出力向平衡的约束；2)系统开机情况满足备用的要求；3)各机组出力保持在其技术最大出力和技术最小出力之间的约束；4)各机组的升降坡速率满足机组特性要求；5)网络各支路潮流保持在正常限值范围内的约束；6)网络各断面潮流保持在正常限值范围内的约束；57)其他约束。目标函数中的Ciit(Pu)用以下公式表示mCll(Pll) = Clbas^YklApl (1 = 1,2,3,…m)——公式(2)/=1m这里Ciibase指机组在Pi, t出力点的基本成本；Σ、ΔΑ指机组在Pi, t出力点的变动成本丸表示在Pi, t出力点的边际报价。 ^PiP1J-Pm,, iIipm,, <P,,t^Pm+u) Pm,, -PI,, if{Pi+u<P,,t)-公式(3)P,mm ^ P1^ Pi,,、Pm, ^ P,/,maxPl,ι = P ι,mm Pm,ι Pi.mxm e M-公式⑷M为分段直线的总段数。因此在电力市场下，各电厂必须针对其每台机组的每个时段，申报出一条单调递 增的报价曲线，来表征出力和成本的映射关系。电力市场出清后，各机组出清容量上的价格 都是一样的，称为市场出清价格。节能调度的理想模式下，每台发电机组都有一条耗量微增曲线，用于表征在各出 力点每增加单位出力需要增加的煤耗量。只要将公式⑴中的、用Pi,t出力点的耗量微增 来替代就能直接将计划编制的模式从电力市场模式转化到节能调度模式。节能调度模式， 各时段机组的耗量微增都相等。“三公”调度目标的实现，本质上是一个电量控制的过程，而发电计划编制却是一 个电力控制的过程。电量控制过程，会带来很多时序相关的约束，比如需要设置许多的机组 或者机组群在一定时段的电量约束，设置不同电量约束之间的关系等等。这样做会使计算 效率急剧降低，无法满足实用化的时间要求。因此，在国内的实践应用中大部分是采用计算 机模拟各种人工编制的方法进行计划编制。但这种方法又限制了安全约束调度对电力市 场、节能调度和“三公” 了开发、培训、维护和应用的成本。2、、调度等各种模式的适应性，在不同的模式下重新进行软件开发，提高
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足之处，提出了通过对电力调度规律的总 结，结合电力市场和理想节能调度的经济学理论，构建数学规划所需要的成本空间，使安全 约束调度功能在不同的运行体制下具有通用性的思想，并利用该思想提出并实现了一种 “三公”调度体制下，根据各类电源的机组运行特性及其在发电计划编制中出力加载的规 律，生成数学规划所需要的成本空间的方法。本专利技术是通过以下途径来实现的，包括以下主要步骤提供一种参数设置装置，用于根据不同类型电源发电调度规律，和各类机组运行 特性设置它们的序成本分布空间；6提供一种数据读取装置，用于读取与成本空间编制相关的基本数据，包括机组参 数、运行约束等；提供一种数据校验装置，其接收参数设置装置中的设置参数和数据读取装置中的 基本数据，并对设置参数和基本数据进行逻辑判断，将不相符合的设置参数和对应的基本 数据反馈到参数设置装置和数据读取装置中，重新接收和读取，直到逻辑判断双方数据符 合条件； 按照如下规律顺序进行加载各类电源1、在“三公”调度下可以按照固定出力机组、可再生能源(风电等)、水电、火电的 顺序加载机组出力；在枯水期以水电调峰为主、丰水期以火电调峰为主、在节能调度下可以 按照政府规定的发电顺序加载机组出力；2、火电机组按照负荷率的需要从高到底的顺序加载出力；各个火电机组按照脱油 温燃出力、最低技术出力、正常低出力、最大技术出力的顺序加载出力；水电机组分为可调 节(周调节及以上)和不可调节水电两大类，不可调节的优先于可调节水电发电；LNG机组 根据需要确定调峰运行方式；3、根据边际电价的理论构建各火电机组期望出力的序成本；根据上述提供的数据以及各类电源的在计划编制过程中的出力加载规律，将各发 电机组的出力从0出力到最大技术出力分成若干段，并为各段设定其序成本值，形成了一 种可用于安全约束调度的成本空间。安全约束调度是调度机构日前发电计划编制的核心内容。目前，日前发电计划编 制的政策体制主要有节能调度、电力市场和“三公”调度等三种模式。在节能调度和电力市 场下，日前发电计划编制的机组成本分别为煤炭的耗量微增成本和电厂的发电报价成本。日前计划的无约束计划实际上是一个最优次序的出力安排过程，从安全约束调度 角度必须将这种序表述成如本文
技术介绍
所述的成本表达方式，以驱动安全约束调度生成 的发电计划符合“三公”调度的一系列要求。这种根据排序获得的成本称为序成本。这两 种成本都可以用以下公式表示C(χ) = Aa(χ) Xx+b当机组出力带到χ时，其成本C(x)由基本成本b和变动成本Aa(x) X χ两部分组 成。其中X由其起始出力到最大技术出力分成若干段，可以用x(i)来表示，i表示X处于 第i个段；△ a (X)可以表述成a ，也就是X处于i段的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，包括以下步骤：提供一种参数设置装置，用于根据不同类型电源发电调度规律，和各类机组运行特性设置它们的序成本分布空间；提供一种数据读取装置，用于读取与成本空间编制相关的基本数据，包括：机组参数、运行约束等；提供一种数据校验装置，其接收参数设置装置中的设置参数和数据读取装置中的基本数据，并对设置参数和基本数据进行逻辑判断，将不相符合的设置参数和对应的基本数据反馈到参数设置装置和数据读取装置中，重新接收和读取，直到逻辑判断双方数据符合条件；按照如下规律顺序进行加载各类电源：①在“三公”调度下可以按照固定出力机组、可再生能源（风电等）、水电、火电的顺序加载机组出力；在枯水期以水电调峰为主、丰水期以火电调峰为主、在节能调度下可以按照政府规定的发电顺序加载机组出力；②火电机组按照负荷率的需要从高到底的顺序加载出力；各个火电机组按照脱油温燃出力、最低技术出力、正常低出力、最大技术出力的顺序加载出力；水电机组分为可调节（周调节及以上）和不可调节水电两大类，不可调节的优先于可调节水电发电；ＬＮＧ机组根据需要确定调峰运行方式；③根据边际电价的理论构建各火电机组期望出力的序成本；根据上述提供的数据以及各类电源的在计划编制过程中的出力加载规律，将各发电机组的出力从０出力到最大技术出力分成若干段，并为各段设定其序成本值，形成了一种可用于安全约束调度的成本空间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志，丁强，崔晖，黄文英，周京阳，邓勇，程鑫，邓兆云，潘毅，李晓磊，韩彬，姚宇臻，
申请(专利权)人：福建省电力有限公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]