一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，包括依次配合設(shè)置的運(yùn)行模擬基本流程子模型、模型說明子模型、計(jì)算模塊和過程子模型、機(jī)組組合子模型、經(jīng)濟(jì)調(diào)度子模型、以及輔助問題處理子模型。本發(fā)明所述發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算量大、適用范圍小和模擬效果差等缺陷，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算量小、適用范圍大和模擬效果好的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬歸納起來可分為確定型和不確定型兩種模型。確定型模型在時(shí) 序負(fù)荷曲線下，首先按照機(jī)組類型，安排非火電機(jī)組在負(fù)荷中承擔(dān)的位置，之后再對(duì)火電機(jī) 組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)出力分配。不確定模型又可劃分為隨機(jī)性和概率性。隨機(jī)性不確定模型是直 接在時(shí)序負(fù)荷曲線下進(jìn)行生產(chǎn)模擬計(jì)算，主要方法有：Monte carlo和Markov法；概率性 模型是在等效負(fù)荷持續(xù)曲線下進(jìn)行生產(chǎn)模擬計(jì)算，主要方法有分段直線逼近法、分塊法、等 效電量函數(shù)法、累積量法、正態(tài)混合近似法。對(duì)于確定型和不確定型生產(chǎn)模擬，各有其優(yōu)缺 點(diǎn)：確定型生產(chǎn)模擬可以考慮和時(shí)間、空間相關(guān)的一些約束條件，比如機(jī)組啟停、調(diào)峰問題、 電網(wǎng)約束等，然而確定型模型僅用一定的系統(tǒng)的備用容量摸擬機(jī)組的事故，對(duì)電力系統(tǒng)的 可靠性分析缺乏深度；不確定型生產(chǎn)模擬彌補(bǔ)了確定型模擬的不足，然而又存在如下缺點(diǎn)： 在時(shí)序負(fù)荷曲線下進(jìn)行生產(chǎn)模擬計(jì)算由于計(jì)算量太大而失去其適應(yīng)性，在基于等效負(fù)荷持 續(xù)曲線的模擬對(duì)于系統(tǒng)調(diào)峰狀況缺乏考慮等問題。不難發(fā)現(xiàn)這兩種生產(chǎn)模擬在一定程度上 來說是互補(bǔ)的。
[0003] 電網(wǎng)公司每年都會(huì)統(tǒng)一進(jìn)行理論線損的計(jì)算，即根據(jù)歷史的潮流和損耗的信息的 分析，統(tǒng)計(jì)出一段時(shí)間（年）內(nèi)全網(wǎng)的線損量，以及損耗率。其中，歷史信息是通過自動(dòng)化 系統(tǒng)（SCADA)采集，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以方便的查詢、檢索和統(tǒng)計(jì)。并不需要對(duì)發(fā)電、用 電以及潮流變化規(guī)律的把握，相對(duì)簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)需要對(duì)未來一段時(shí)間的損耗情 況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)時(shí)，比如需要分析某條輸電線路建成后的降損效果，不存在現(xiàn)成數(shù)據(jù)進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，必需對(duì)系統(tǒng)將來的運(yùn)行情況進(jìn)行模擬。需要模擬負(fù)荷、發(fā)電以及電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī) 律。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在計(jì)算量大、適用范圍小 和模擬效果差等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算量 小、適用范圍大和模擬效果好的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，包括依次配 合設(shè)置的運(yùn)行模擬基本流程子模型、模型說明子模型、計(jì)算模塊和過程子模型、機(jī)組組合子 模型、經(jīng)濟(jì)調(diào)度子模型、以及輔助問題處理子模型。
[0007] 進(jìn)一步地，所述運(yùn)行模擬基本流程子模型，用于對(duì)發(fā)電生產(chǎn)模擬模型進(jìn)行細(xì)化，確 定模型的整個(gè)流程；和/或，
[0008] 所述模型說明子模型，用于對(duì)發(fā)電生產(chǎn)模擬模型的符號(hào)約定、可再生能源模型、直 流潮流模型、目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行說明；和/或，
[0009] 所述計(jì)算模塊和過程子模型，包括非優(yōu)化運(yùn)行機(jī)組模擬計(jì)算、新可再生能源機(jī)組 出力安排、水電及抽蓄機(jī)組調(diào)峰優(yōu)化；和/或，
[0010] 所述機(jī)組組合子模型，包括機(jī)組組合模型的設(shè)計(jì)、聯(lián)合時(shí)段的選擇、可再生能源切 除出力的處理；和/或，
[0011] 所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子模型，用于解決在機(jī)組組合完成后，對(duì)剩余時(shí)段出力進(jìn)行分配，保 證運(yùn)行電費(fèi)或者購(gòu)電費(fèi)用最??；和/或，
[0012] 所述輔助問題處理子模型，包括機(jī)組的啟停優(yōu)化運(yùn)行和最優(yōu)性分析。
[0013] 進(jìn)一步地，所述模型說明子模型對(duì)發(fā)電生產(chǎn)模擬模型進(jìn)行細(xì)化，確定模型的整個(gè) 流程的操作，具體包括：
[0014] 首先根據(jù)裝機(jī)進(jìn)度表，考慮機(jī)組的投運(yùn)、退役和技改等，確定投運(yùn)機(jī)組；接下來需 要根據(jù)檢修計(jì)劃排除檢修機(jī)組，最后確定可運(yùn)行機(jī)組及其參數(shù)；
[0015] 然后安排所有能夠確定出力的機(jī)組，包括外來的協(xié)議送電、核電機(jī)組以及認(rèn)為指 定出力的機(jī)組，根據(jù)電源所在區(qū)域，修正對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線；
[0016] 根據(jù)可再生能源運(yùn)行模擬模塊隨機(jī)模擬生成的可再生能源模擬出力，安排新可再 生能源出力，修正對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線；
[0017] 以此修正后的多區(qū)域負(fù)荷曲線為基礎(chǔ)，對(duì)于抽水蓄能和常規(guī)水電機(jī)組安排其削峰 和填谷，抽水可設(shè)定為平抽或滿抽方式，并滿足包含機(jī)組的容量、電量的約束，根據(jù)電源所 在區(qū)域，再次修正對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線；
[0018] 對(duì)剩余的機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化模擬運(yùn)行。
[0019] 進(jìn)一步地，所述模型說明子模型對(duì)發(fā)電生產(chǎn)模擬模型的符號(hào)約定、可再生能源模 型、直流潮流模型、目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行說明的操作，具體包括：
[0020] 2. 1)符號(hào)約定：
[0021] 對(duì)使用變量的規(guī)則進(jìn)行預(yù)定說明；
[0022] 對(duì)模型使用到的變量進(jìn)行預(yù)定說明；
[0023] 2. 2)可再生能源模型說明：
[0024] 根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行節(jié)能、環(huán)保的要求，在電網(wǎng)能夠接納的情況下要求可再生能源全額 上網(wǎng)；
[0025] 根據(jù)以上情況，在建模中引入可再生能源出力預(yù)測(cè)變量.并在日前發(fā)電計(jì)劃 模型中引入切除可再生能源的機(jī)制，使模型在系統(tǒng)無法提供調(diào)峰容量，系統(tǒng)備用容量不足 或可再生能源送出受阻情況下，切除部分可再生能源出力，可再生能源切除出力變量用 ^表示；
[0026] 2. 3)直流潮流模型說明
[0027] 對(duì)所有到的直流潮流模型做簡(jiǎn)要說明，假定系統(tǒng)有N+1個(gè)節(jié)點(diǎn)，L條支路，M個(gè)機(jī) 組，網(wǎng)絡(luò)連通，N、L、M均為自然數(shù)；
[0028] 節(jié)點(diǎn)負(fù)荷列向量為D，機(jī)組出力列向量為P，節(jié)點(diǎn)注入功率列向量為Psp ;支路k與 節(jié)點(diǎn)i，j關(guān)聯(lián)，正方向?yàn)閕 - j，支路導(dǎo)納yk = 1/Xj ;關(guān)聯(lián)矢量：

【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，包括依次配合設(shè)置的運(yùn)行模擬基本流程子模 型、模型說明子模型、計(jì)算模塊和過程子模型、機(jī)組組合子模型、經(jīng)濟(jì)調(diào)度子模型、以及輔助 問題處理子模型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述運(yùn)行模擬基本流程子 模型，用于對(duì)發(fā)電生產(chǎn)模擬模型進(jìn)行細(xì)化，確定模型的整個(gè)流程；和/或， 所述模型說明子模型，用于對(duì)發(fā)電生產(chǎn)模擬模型的符號(hào)約定、可再生能源模型、直流潮 流模型、目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行說明；和/或， 所述計(jì)算模塊和過程子模型，包括非優(yōu)化運(yùn)行機(jī)組模擬計(jì)算、新可再生能源機(jī)組出力 安排、水電及抽蓄機(jī)組調(diào)峰優(yōu)化；和/或， 所述機(jī)組組合子模型，包括機(jī)組組合模型的設(shè)計(jì)、聯(lián)合時(shí)段的選擇、可再生能源切除出 力的處理；和/或， 所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子模型，用于解決在機(jī)組組合完成后，對(duì)剩余時(shí)段出力進(jìn)行分配，保證運(yùn) 行電費(fèi)或者購(gòu)電費(fèi)用最?。缓?或， 所述輔助問題處理子模型，包括機(jī)組的啟停優(yōu)化運(yùn)行和最優(yōu)性分析。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述模型說明子模型對(duì)發(fā) 電生產(chǎn)模擬模型進(jìn)行細(xì)化，確定模型的整個(gè)流程的操作，具體包括： 首先根據(jù)裝機(jī)進(jìn)度表，考慮機(jī)組的投運(yùn)、退役和技改等，確定投運(yùn)機(jī)組；接下來需要根 據(jù)檢修計(jì)劃排除檢修機(jī)組，最后確定可運(yùn)行機(jī)組及其參數(shù)； 然后安排所有能夠確定出力的機(jī)組，包括外來的協(xié)議送電、核電機(jī)組以及認(rèn)為指定出 力的機(jī)組，根據(jù)電源所在區(qū)域，修正對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線； 根據(jù)可再生能源運(yùn)行模擬模塊隨機(jī)模擬生成的可再生能源模擬出力，安排新可再生能 源出力，修正對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線； 以此修正后的多區(qū)域負(fù)荷曲線為基礎(chǔ)，對(duì)于抽水蓄能和常規(guī)水電機(jī)組安排其削峰和填 谷，抽水可設(shè)定為平抽或滿抽方式，并滿足包含機(jī)組的容量、電量的約束，根據(jù)電源所在區(qū) 域，再次修正對(duì)應(yīng)的負(fù)荷曲線； 對(duì)剩余的機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化模擬運(yùn)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述模型說明子模型對(duì)發(fā) 電生產(chǎn)模擬模型的符號(hào)約定、可再生能源模型、直流潮流模型、目標(biāo)函數(shù)和約束條件進(jìn)行說 明的操作，具體包括： 2. 1)符號(hào)約定： 對(duì)使用變量的規(guī)則進(jìn)行預(yù)定說明； 對(duì)模型使用到的變量進(jìn)行預(yù)定說明； 2.2)可再生能源模型說明： 根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行節(jié)能、環(huán)保的要求，在電網(wǎng)能夠接納的情況下要求可再生能源全額上 網(wǎng)； 根據(jù)以上情況，在建模中引入可再生能源出力預(yù)測(cè)變量并在日前發(fā)電計(jì)劃模型 .f 中引入切除可再生能源的機(jī)制，使模型在系統(tǒng)無法提供調(diào)峰容量，系統(tǒng)備用容量不足或可 再生能源送出受阻情況下，切除部分可再生能源出力，可再生能源切除出力變量用！^^表 示； 2. 3)直流潮流模型說明 對(duì)所有到的直流潮流模型做簡(jiǎn)要說明，假定系統(tǒng)有N+1個(gè)節(jié)點(diǎn)，L條支路，M個(gè)機(jī)組，網(wǎng) 絡(luò)連通，N、L、M均為自然數(shù)； 節(jié)點(diǎn)負(fù)荷列向量為D，機(jī)組出力列向量為P，節(jié)點(diǎn)注入功率列向量為Psp ;支路k與節(jié)點(diǎn) i，j關(guān)聯(lián)，正方向?yàn)閕 - j，支路導(dǎo)納yk = 1/Xj ;關(guān)聯(lián)矢量：A =吟，…尋…今…，軹，節(jié) 點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)矩陣：J = 其行數(shù)為N+1，列數(shù)為L(zhǎng) ;降階節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián) 矩陣：A = [M1, M2,. . .，Mj，其行數(shù)為N+1，列數(shù)為L(zhǎng) ;支路導(dǎo)納矩陣：y = diag ([yk])，行數(shù)與 列數(shù)均為L(zhǎng) ;節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣而=AyAT ;節(jié)點(diǎn)-機(jī)組關(guān)聯(lián)矩陣：Jnu >行數(shù)為N+1,列數(shù)為M ; Psp = AnuP-D, P為機(jī)組出力矢量； 由直流潮流公式可知： Psp = B0 Θ = AyA1 Θ Θ = (AyAV1Psp = (AyAV1(AnuP-D) (2-1)； 根據(jù)直流潮流計(jì)算得線路潮流： F = yAT Θ = yAT (AyAT) ^1Psp = yAT (AyAT) (AnuP-D) (2-2)； 可知，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移分布因子矩陣為： W = yAT (AyAV1 (2-3)； 2.4)目標(biāo)函數(shù)
式中：T為總時(shí)段的集合；C(Pt)可以設(shè)定為各類型機(jī)組t時(shí)段輸出功率為Pt時(shí)的電價(jià) 或煤耗，Vd為各節(jié)點(diǎn)平均停電損失，Cf為機(jī)組啟停費(fèi)用，Cw為切除可再生能源的成本，Θ， Π ，Y為加權(quán)系數(shù)，通常情況下為1，也能夠根據(jù)需要調(diào)整；上式表明，目標(biāo)函數(shù)為綜合考慮 系統(tǒng)發(fā)電經(jīng)濟(jì)性、切負(fù)荷成本以及切除可再生能源的調(diào)度決策； 2. 5)約束條件 2. 5. 1)負(fù)荷與發(fā)電的平衡
2.5.2)機(jī)組技術(shù)出力約束 對(duì)干不πτβ值M鉑.
對(duì)于可啟停機(jī)組： Pt It P' < P1 Jt rJmm1J - Γ/ - Vmaxi/ (2.?). 對(duì)于水電與抽水蓄能機(jī)組： Pt 〈 pt〈 pt 1. min ~ 1 h ~ 1 h max (2-8〉? 對(duì)于可再生能源機(jī)組： Pt i Pt -Pt 1 W ~ 1 Wii ~ 1 Mf o<e〇<^：rf ￥?€Γ 帽； 2. 5. 3)系統(tǒng)正負(fù)備用要求 [\ψ+TXifDt <[if p：max/.+[If ^min/;+[if^；min + [IfPLf+{\fD\, VteT L J < L J d (2-10); 上式中：ru為系統(tǒng)在時(shí)段t要求的正備用率，可再生能源對(duì)系統(tǒng)備用的貢獻(xiàn)應(yīng)按其預(yù) 測(cè)出力計(jì)算，即使被切除，其被切除部分也計(jì)入備用容量； {ifD1 -r![\fDt /ieT ,…、 式中：rj為系統(tǒng)在時(shí)段t要求的負(fù)備用率，此時(shí)，可再生能源出力在此不計(jì)入，即等效 的認(rèn)為可再生能源最小出力為0,即可以隨時(shí)被切除； 2. 5. 4)支路潮流約束： -Cx < Fi <F^x ^imT . 其中： Ft = + mmfPf + WAmhPth + WAtl^X + WDtd i2_m ； 2. 5. 5)斷面約束： < Wt < Fi \ft ezT ^srmaK - ^s - ^ Γ E i (2-14) 其中： F： = AmmX + AlWAngfFf + AdWAnshPIi + AdWAngwPld + AslWD1d ^AslWD1{2_15) ^ 2. 5. 6)動(dòng)態(tài)約束 啟?；痣娫谝惶熘羞\(yùn)行狀態(tài)最多啟停一次，大容量火電機(jī)組不允許啟停。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述計(jì)算模塊和過程子模 型進(jìn)行非優(yōu)化運(yùn)行機(jī)組模擬計(jì)算、新可再生能源機(jī)組出力安排、水電及抽蓄機(jī)組調(diào)峰優(yōu)化 的操作，具體包括： 從機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型中可見，其目標(biāo)函數(shù)為全時(shí)段即規(guī)劃期間內(nèi)所有時(shí)段運(yùn)行 成本最低，這需要通過每日的最優(yōu)運(yùn)營(yíng)來實(shí)現(xiàn)： 3. 1)非優(yōu)化運(yùn)行機(jī)組模擬計(jì)算 日生產(chǎn)模擬首先對(duì)非優(yōu)化運(yùn)行機(jī)組，包括核電機(jī)組、熱電機(jī)組以及指定出力機(jī)組； 3.2)新可再生能源機(jī)組出力安排 在進(jìn)行生產(chǎn)模擬之前已經(jīng)根據(jù)新可再生能源運(yùn)行模擬模塊得到各個(gè)新可再生能源電 源的時(shí)序模擬出力，利用各新可再生能源電源的時(shí)序模擬出力修正各區(qū)域負(fù)荷； 3. 3)水電機(jī)組調(diào)峰優(yōu)化 水電機(jī)組在電力系統(tǒng)中占有重要的地位，它對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行方式有很大的影響。與火電 機(jī)組相比，水電機(jī)組具有以下特點(diǎn)： 水電機(jī)組發(fā)電不消耗燃料，其發(fā)電費(fèi)用幾乎與發(fā)電量無關(guān)； 水電機(jī)組的發(fā)電量和發(fā)電出力是由水文情況和水庫(kù)調(diào)度決定的，在生產(chǎn)模擬中其發(fā)電 量應(yīng)看作給定量，即水電機(jī)組是能量受限機(jī)組； 水電機(jī)組開停靈活，增減負(fù)荷迅速，適合擔(dān)任負(fù)荷曲線上經(jīng)常變動(dòng)的峰荷部分； 3. 3)抽水蓄能機(jī)組調(diào)峰優(yōu)化 抽水蓄能機(jī)組是利用電網(wǎng)低谷時(shí)的廉價(jià)電量將低處水池的水抽到高處的水池中，待電 網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)通過水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電來替代昂貴的尖峰能量，以滿足電網(wǎng)調(diào)峰要求； 對(duì)于抽水蓄能機(jī)組GOPT運(yùn)行模擬模型中提供如下三種開機(jī)模式： 3. 3. 1)抽水蓄能全開機(jī)方式：抽水蓄能機(jī)組在非檢修日均開機(jī)運(yùn)行，承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰任 務(wù)，最大化減小系統(tǒng)日峰谷差； 3. 3. 2)抽水蓄能依調(diào)峰容量需求開機(jī)方式：抽水蓄能機(jī)組主要承擔(dān)事故備用任務(wù)，在 系統(tǒng)負(fù)荷與風(fēng)電出力疊加后峰谷差過大，火電機(jī)組調(diào)峰能力無法滿足要求時(shí)再調(diào)用抽水蓄 能機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰； 3. 3. 3)抽水蓄能按調(diào)峰比例開機(jī)方式：抽水蓄能機(jī)組開機(jī)容量統(tǒng)籌考慮核電開機(jī)、風(fēng) 電運(yùn)行方式以及系統(tǒng)負(fù)荷的大小。其開機(jī)容量的調(diào)整目標(biāo)為系統(tǒng)常規(guī)火電機(jī)組的負(fù)荷率與 負(fù)荷的峰谷差率相同，調(diào)整目標(biāo)可寫成以下表達(dá)式：
其中： 日負(fù)荷最小值=火電機(jī)組日內(nèi)出力最小值+抽水蓄能、風(fēng)電、核電日內(nèi)出力最小值 日負(fù)荷最大值=火電機(jī)組日內(nèi)出力最大值+抽水蓄能、風(fēng)電、核電日內(nèi)出力最大值； 實(shí)際上，這種情況下抽水蓄能與火電機(jī)組按比例共同承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)峰任務(wù)，抽水蓄能 補(bǔ)償了核電與風(fēng)電不能為系統(tǒng)提供的調(diào)峰容量； 對(duì)于單臺(tái)抽水蓄能機(jī)組，其日內(nèi)運(yùn)行方式有如下四種： 3.3.4)平抽定削：首先根據(jù)負(fù)荷曲線和水庫(kù)容量以平抽方式進(jìn)行填谷，確定抽水量； 然后以抽水量乘以轉(zhuǎn)換效率作為發(fā)電電量，再以此進(jìn)行削峰； 3. 3. 5)滿抽定削：根據(jù)負(fù)荷曲線和機(jī)組容量，以抽水時(shí)以把水庫(kù)容量抽滿為原則，保 證最大填谷量，確定抽水量；然后以抽水量乘以轉(zhuǎn)換效率作為發(fā)電電量，再以此進(jìn)行削峰； 3.3.6)平削定抽：根據(jù)負(fù)荷曲線和水庫(kù)容量以平削方式進(jìn)行削峰，確定削峰時(shí)的發(fā)電 電量；然后除以轉(zhuǎn)換效率確定抽水量，再以抽到需要的水量為原則，保證最大填谷量； 3. 3. 7)優(yōu)化抽削：根據(jù)負(fù)荷曲線、水庫(kù)容量和機(jī)組容量，在以追求調(diào)峰性能最好為原 貝IJ，保證抽水量最??； 運(yùn)行模擬模型中三種開機(jī)方式下，開機(jī)機(jī)組均采用優(yōu)化抽削模式確定發(fā)電與抽水出 力。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述機(jī)組組合子模型進(jìn)行 機(jī)組組合模型的設(shè)計(jì)、聯(lián)合時(shí)段的選擇、可再生能源切除出力的處理程的操作，具體包括： 確定常規(guī)火電在一天中固定的機(jī)組狀態(tài)，使得通過調(diào)整可啟停機(jī)組的狀態(tài)和機(jī)組出 力，使之能夠滿足各個(gè)時(shí)段的約束，同時(shí)做到經(jīng)濟(jì)上的較優(yōu)，即為機(jī)組組合問題。 在生產(chǎn)模擬計(jì)算中，提出相對(duì)簡(jiǎn)化而又行之有效的機(jī)組組合模型： 4. 1)機(jī)組組合模型設(shè)計(jì) 以日為研究單位，忽略機(jī)組跟蹤負(fù)荷能力的約束，主要思想是根據(jù)一定規(guī)則，找出一個(gè) 負(fù)荷低谷時(shí)段t° 一個(gè)負(fù)荷高峰時(shí)段t1，將這兩個(gè)時(shí)段的靜態(tài)安全約束方程聯(lián)合起來，且增 加兩個(gè)時(shí)段的機(jī)組狀態(tài)的約束； 機(jī)組組合模型中將機(jī)組分為三類，分別為可起停機(jī)組、不可起停機(jī)組以及新可再生能 源機(jī)組；對(duì)于不可啟停機(jī)組，其負(fù)荷高峰時(shí)段與負(fù)荷低谷時(shí)段的狀態(tài)僅用一個(gè)變量表示，對(duì) 于可起停機(jī)組，其負(fù)荷高峰時(shí)段與負(fù)荷低谷時(shí)段的狀態(tài)用兩個(gè)變量表示； 為保證在該機(jī)組組合結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行其余時(shí)段的出力分配的經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)，在此構(gòu)造 目標(biāo)函數(shù)為兩個(gè)時(shí)段的購(gòu)電費(fèi)用、切除負(fù)荷損失、切除風(fēng)電賠償和啟停費(fèi)用的加權(quán)和，構(gòu)成 一個(gè)混合整數(shù)的線性規(guī)劃問題，具體優(yōu)化方程式如下：

上式中，變量上標(biāo)O表示低谷時(shí)刻量，1表示高峰時(shí)刻量；變量下標(biāo)c、f、W分別表示不 可啟停機(jī)組、可啟停機(jī)組以及新可再生能源機(jī)組；變量下標(biāo)d表示切除負(fù)荷或切除新可再 生能源；UfS核定電價(jià)或運(yùn)行成本,v d為平均停電損失,CfS機(jī)組啟停費(fèi)用，λ, κ為 加權(quán)系數(shù)； 4. 2)聯(lián)合時(shí)段選擇 為保證上述機(jī)組組合結(jié)果在應(yīng)用于其他時(shí)段時(shí)能夠通過調(diào)整機(jī)組出力和啟停機(jī)組的 狀態(tài)來滿足系統(tǒng)的靜態(tài)安全約束，不能簡(jiǎn)單地取原始的或者修正后的系統(tǒng)負(fù)荷曲線的最大 峰荷時(shí)段和最小谷荷時(shí)段，而必須取序列D_ =Mif 丨的其最小值所在時(shí)段 為低谷時(shí)段；序列￡?+ 1--的最大值位于的時(shí)段為高峰時(shí)段； 4.3)可再生能源切除出力的處理 高峰時(shí)刻負(fù)荷D°與低谷時(shí)刻負(fù)荷D1均已經(jīng)根據(jù)新可再生能源模擬出力進(jìn)行了修正，因 此，機(jī)組組合模型中電力平衡、正負(fù)備用以及網(wǎng)絡(luò)約束中均不需要考慮可再生能源出力的 大小,而僅需要考慮可再生能源被切除的出力大?。? 顯然，可再生能源被切除的出力ft與的約束條件為，大于零且小于可再生能源 模擬出力/5Iax與Pimax ^這時(shí)時(shí)序模擬出力可理解為新可再生能源能夠被調(diào)度的最大出 力。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述經(jīng)濟(jì)調(diào)度子模型解決 在機(jī)組組合完成后，對(duì)剩余時(shí)段出力進(jìn)行分配，保證運(yùn)行電費(fèi)或者購(gòu)電費(fèi)用最小的操作，具 體包括： 在機(jī)組組合完成后，下面要做的就是對(duì)剩余時(shí)段做出力分配，其目標(biāo)函數(shù)為運(yùn)行費(fèi)用 或者購(gòu)電費(fèi)用最小，I。為給定值，并且不用考慮啟停費(fèi)用的問題，其優(yōu)化方程及其求解更為 簡(jiǎn)單，具體方程式如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電生產(chǎn)模擬模型，其特征在于，所述輔助問題處理子模型 進(jìn)行機(jī)組的啟停優(yōu)化運(yùn)行和最優(yōu)性分析的操作，具體包括： 6. 1)啟停優(yōu)化運(yùn)行 雖然啟停機(jī)組可以在一天的狀態(tài)中發(fā)生變化，但是由于存在啟停費(fèi)用和實(shí)際運(yùn)行約 束，為優(yōu)化其運(yùn)行，在做剩余時(shí)段出力分配時(shí)，啟停狀態(tài)不能處于無序狀態(tài)，而需要根據(jù)一 個(gè)特定的優(yōu)化規(guī)則； 對(duì)于各時(shí)段的出力分配時(shí)序及其增加啟停機(jī)組狀態(tài)約束分別為：（1)從t°-l遞減至1 時(shí)刻逐時(shí)段分配出力，增加約束條件啟停機(jī)組狀態(tài)不小于后一時(shí)段且不大于t1時(shí)段的狀 態(tài)；（2)從t°+l遞增至t°-l時(shí)刻逐時(shí)段分配出力，增加約束條件啟停機(jī)組狀態(tài)不小于前一 時(shí)段且不大于t 1時(shí)段的狀態(tài)；（3)從24遞減至t°+l時(shí)刻逐時(shí)段分配出力，增加約束條件啟 停機(jī)組狀態(tài)不小于后一時(shí)段（取時(shí)段24后一時(shí)段為t°)且不大于t 1時(shí)段的狀態(tài)； 上述過程僅用于t° < t1的情形，t° > t1的情形可用類似的方法處理； 6. 2)最優(yōu)性分析 上述的模型中采用逐時(shí)段求解最優(yōu)： 構(gòu)造機(jī)組組合模型中，優(yōu)化目標(biāo)包括運(yùn)行/購(gòu)電成本、啟停費(fèi)用，保證機(jī)組組合方案更 優(yōu)； 所有優(yōu)化方程均為混合整數(shù)線性規(guī)劃，可采用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法求解，達(dá)到逐時(shí)段 最優(yōu)； 多時(shí)斷耦合限制啟停機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，使之再一天中啟停次數(shù)最少，甚至不啟停。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK104377693SQ201410643934
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】解佗, 張剛, 王維洲, 劉福潮, 鄭晶晶, 韓永軍, 馬朝暉, 張建華, 李正遠(yuǎn), 華夏, 陶國(guó)龍, 杜培東, 王慶玲 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院, 西安理工大學(xué), 甘肅省電機(jī)工程學(xué)會(huì)科技咨詢部