一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力領域，特別是一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法。
【背景技術】
[0002] 迄今為止，國內外在如何結合電網安全性、經濟性和機組特性制定火電廠日發(fā)電 計劃方面已經有了大量的研宄工作，在優(yōu)化算法方面的研宄仍然主要體現(xiàn)在基于經典優(yōu)化 算法的，如線性規(guī)劃法、二次規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法和動態(tài)規(guī)劃法等，也有基于現(xiàn)代人工智 能方面的，如遺傳算法、人工神經網絡法、蟻群算法、混沌優(yōu)化法和進化算法等。采用這些單 一、簡單的算法會遇上計算結果精度受限、組合爆炸、無解等問題，算法復雜的雖然可能解 決了無優(yōu)解困難、或提高了計算結果的準確度，但計算時間都會比較長，不利于用于解決在 線評估的計算時限要求。另外，有的是把整個市場按統(tǒng)一競價進行處理，如用線性規(guī)劃法處 理了競價電量的分配問題，有的按不同價處理，如用遺傳算法解決了合同電量的分配問題， 少有既考慮電力合同電量、又考慮競價電量同時存在的問題。還有的僅只考慮了市場競價 方面經濟因素的影響，沒有結合電力網絡實際運行的物理約束問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，綜 合效率優(yōu)先，線性規(guī)劃和直流潮流的組合求解方法進行求解，能夠快速進行電網中火電廠 的經濟運行評估，為在線評估提供計算分析服務。
[0004] 本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，具體包 括以下步驟：
[0005] 步驟Sl :根據(jù)各機組合同電量的計劃執(zhí)行情況以及特殊調度要求確定出必開機 組；
[0006] 步驟S2 :利用給定的約束條件進行機組起停的初步判斷，將不符合所述約束條件 的機組予以排除并納入必停機組；
[0007] 步驟S3 :對非必開機組以及非必停機組進行機組優(yōu)先排隊；
[0008] 步驟S4 :利用開停機約束確定初步機組組合；
[0009] 步驟S5 :利用最優(yōu)潮流方法計算各種可能的初步機組組合在網絡安全約束情況 下的費用，初步確定出這一輪計算中單一時段的最優(yōu)機組組合；
[0010] 步驟S6 :判斷步驟S5得出的最優(yōu)機組組合是否滿足運行約束以及費用是否最小， 若否，則調整λ (t)，μ (t)，并返回步驟Sl進行下一輪計算，若是，則將步驟S5中確定出的 最優(yōu)機組組合作為該單一時段的最優(yōu)機組組合，并進入步驟S7 ;
[0011] 步驟S7 :輸出步驟S6得到的單一時段的最優(yōu)機組組合，并判斷是否已經計算完所 有時段的最優(yōu)機組組合，若是，則進入步驟S8 ;若否，則計算下一時段的λ (t)與μ (t)，并 返回步驟SI ;
[0012] 步驟S8 :判斷是否各個時段的最優(yōu)機組組合均滿足相應各機組的啟停約束，即 是否滿足機組最少運行時間彡Mint _，機組停止時間tstop> Mint st()p，機組起停次數(shù) N彡Nmax，若是，則結束；若否，則調整各機組的出力，并返回步驟S1。
[0013] 進一步地，所述的約束條件為：機組最少運行時間多Mintran、機組停止時間 tstQP> Mint stop并且機組起停次數(shù)N彡Nmax;其中Mint 以及Nmax均為系統(tǒng)預設參 數(shù)。
[0014] 進一步地，步驟S3具體包括以下步驟：
[0015] 步驟S31 :設各機組相對合同電價為：C,C.7 +(/l(/·) + //(〖))i)iU⑴-/!(〖)，其中 λ (t)、μ (t)分別為電量平衡和旋轉備用的拉格朗日乘子，δΜα)為相應火電廠網損微增 率，Ci為合同電價；
[0016] 步驟S32 :判斷各機組報價方式，若各機組采用單一固定合同電價報價方式報價， 則按步驟S31中所述的相對合同電價高低排隊，報價低者優(yōu)先，在報價相同的情況下，則機 組容量大者優(yōu)先；若各機組按分段出力報價方式報價，則先將上一時段啟動的機組按上一 時段出力的相對合同電價高低排序，報價低者優(yōu)先，再將上一時段沒有起動的機組按合同 電價的相對平均價格排序，報價低者優(yōu)先，在報價相同的情況下，機組容量大者優(yōu)先；其中 所述合同電價的相對平均價格的計算公式為：式 ,=1
【主權項】
1. 一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，其特征在于包括以下步驟： 步驟Sl :根據(jù)各機組合同電量的計劃執(zhí)行情況以及特殊調度要求確定出必開機組； 步驟S2 :利用給定的約束條件進行機組起停的初步判斷，將不符合所述約束條件的機 組予以排除并納入必停機組； 步驟S3 :對非必開機組以及非必停機組進行機組優(yōu)先排隊； 步驟S4 :利用開停機約束確定初步機組組合； 步驟S5 :利用最優(yōu)潮流方法計算各種可能的初步機組組合在網絡安全約束情況下的 費用，初步確定出這一輪計算中單一時段的最優(yōu)機組組合； 步驟S6 :判斷步驟S5得出的最優(yōu)機組組合是否滿足運行約束以及費用是否最小，若 否，則調整λ (t)，μ (t)，并返回步驟Sl進行下一輪計算，若是，則將步驟S5中確定出的最 優(yōu)機組組合作為該單一時段的最優(yōu)機組組合，并進入步驟S7 ; 步驟S7 :輸出步驟S6得到的單一時段的最優(yōu)機組組合，并判斷是否已經計算完所有時 段的最優(yōu)機組組合，若是，則進入步驟S8 ;若否，則計算下一時段的λ (t)與μ (t)，并返回 步驟SI ; 步驟S8 :判斷是否各個時段的最優(yōu)機組組合均滿足相應各機組的啟停約束，即是 否滿足機組最少運行時間tm彡Mint ""，機組停止時間tst()p> Mint stop，機組起停次數(shù) N彡Nmax，若是，則結束；若否，則調整各機組的出力，并返回步驟S1。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，其特征在于： 所述的約束條件為：機組最少運行時間彡Mint _、機組停止時間Mint stop并且機 組起停次數(shù)N < Nmax;其中Mint _、Mintsttjp以及Nmax均為系統(tǒng)預設參數(shù)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，其特征在于： 步驟S3具體包括以下步驟： 步驟S31 :設各機組相對合同電價為：己=q+u⑴+ //⑴)心⑴-乂⑴，其中人⑴、 μ (t)分別為電量平衡和旋轉備用的拉格朗日乘子，Sitl(t)為相應火電廠網損微增率，Ci 為合同電價； 步驟S32 :判斷各機組報價方式，若各機組采用單一固定合同電價報價方式報價，則按 步驟S31中所述的相對合同電價高低排隊，報價低者優(yōu)先，在報價相同的情況下，則機組容 量大者優(yōu)先；若各機組按分段出力報價方式報價，則先將上一時段啟動的機組按上一時段 出力的相對合同電價高低排序，報價低者優(yōu)先，再將上一時段沒有起動的機組按合同電價 的相對平均價格排序，報價低者優(yōu)先，在報價相同的情況下，機組容量大者優(yōu)先；其中所述 合同電價的相對平均價格的計算公式為
式中S表 示機組分段出力報價的總段數(shù)，Cis與P is分別為第S次分段出力報價的報價和出力。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，其特征在于： 所述步驟S4具體為：結合必開機組、非必開機組的排序、各機組處理上下限、負荷及備用需 求，首先計算出必開機組的總最大出力和總最小出力，并將必開機組的總最大出力和總最 小出力與總負荷需求預測、總損耗、總備用需求做比較得出差值，再利用其差值的最大最小 值范圍和非必開機組的出力限制按優(yōu)先排序加載順序確定出各種可能的初步機組組合。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，其特征在于： 所述步驟S5具體還包括：計算過程中舍去無最優(yōu)潮流解的機組組合，并記錄每種可能機組 組合的費用，最后將費用最小者的機組組合作為該時段的最優(yōu)機組組合。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，其特征在于： 步驟S6與步驟S7中所述的λ (t)與μ (t)的計算公式分別為：
k 1 式中，ak為步長，β a，f為給定常系數(shù)，Pi(t)為火電廠i在時段t的合同電 量出力，P/ (t)為火電廠i在時段t的競價電量出力，Pd(t)為時段t總負荷需求，PJt) 為時段t的總網損，P^t)為水電廠j在時段t的出力；
式中，σ-為步長
與P為給定常系數(shù)，Rt為t時段系統(tǒng)備用需求， ⑴為機組出力限制，為機組出力限制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實時電網經濟運行評估火電子優(yōu)化算法，首先，利用效率優(yōu)先解決火電廠機組組合問題；其次，利用線性規(guī)劃解決目標函數(shù)的一次化問題；最后，利用直流潮流的優(yōu)勢解決網絡運行的安全約束及故障開斷對網架結構變化的影響問題。本發(fā)明通過對效率優(yōu)先、線性規(guī)劃和最優(yōu)潮流相結合的循環(huán)迭代方法，使之能夠快速進行電網中火電廠的經濟運行評估，為在線評估提供計算分析服務。
【IPC分類】G06Q10-04, G06Q50-06
【公開號】CN104834968
【申請?zhí)枴緾N201510208588
【發(fā)明人】陳強, 詹云清, 羅富財, 吳丹, 湯振立
【申請人】國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院, 福州百榕軟件有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月29日