上爬坡速率和下爬坡速率；$為〖時(shí)刻 機(jī)組j功率；Pf1為t+Ι時(shí)刻機(jī)組j功率；
[0109] f.旋轉(zhuǎn)備用約束：
[0111]式（10)中，J為機(jī)組總數(shù);Pre和Nre分別為正旋轉(zhuǎn)備用和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用；if為第t時(shí)刻 的電力功率；
[0112] g.區(qū)域間線路傳輸容量約束：
[0114] 式（I 1)中，X:為t時(shí)刻區(qū)域η和區(qū)域nn之間聯(lián)絡(luò)線傳輸功率上限，?^"為t時(shí)刻區(qū) 域η和區(qū)域nn之間聯(lián)絡(luò)線傳輸功率下限；
[0115] h.風(fēng)電功率約束：
[0117] 式（12)中，Pw,n(t)為風(fēng)電功率；/T,,⑴為風(fēng)電理論出力；
[0118] i.目標(biāo)函數(shù)：
[0120] 式(13)中，N為區(qū)域的總數(shù)。
[0121] 如圖3所示，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)模擬仿真的電網(wǎng)負(fù)荷建模方法的具體應(yīng)用 例，如下：
[0122] 第一步，對(duì)每個(gè)時(shí)間斷面的負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限進(jìn)行建模。
[0123] (1)負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限建模
[0125] 式中，和Δ/^分別代表t時(shí)刻區(qū)域η負(fù)荷增加功率大小，以及t時(shí)刻區(qū)域η負(fù)荷 下降功率大小，均為正變量，
為t時(shí)刻區(qū)域η負(fù)荷可轉(zhuǎn)移功率上限。該約束限制了t時(shí) 刻負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率的上限。
[0126] 第二步，對(duì)每個(gè)周期內(nèi)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移電量上限進(jìn)行建模。
[0127] (2)負(fù)荷轉(zhuǎn)移電量上限建模
[0129] 式中，T為負(fù)荷模型的調(diào)度周期，以仿真時(shí)間步長(zhǎng)1小時(shí)為例，如為負(fù)荷轉(zhuǎn)移日電量 約束，則此時(shí)T = 24，如為負(fù)荷轉(zhuǎn)移周電量約束，則此時(shí)T = 168，如負(fù)荷轉(zhuǎn)移月電量約束(一 月按30天計(jì)算），則此時(shí)T = 720。Q為負(fù)荷轉(zhuǎn)移總電量，其值可根據(jù)T的取值情況確定。該約束 限制了整個(gè)調(diào)度時(shí)段內(nèi)，負(fù)荷轉(zhuǎn)移電量的上限。
[0130] 第三步，對(duì)不同的負(fù)荷結(jié)清方式建模。
[0131] (3)不同負(fù)荷結(jié)清方式建模
[0133] 該約束指，在為T的總調(diào)度周期內(nèi)，所有時(shí)間斷面負(fù)荷向上增大的功率總和應(yīng)和向 下減少的功率總和相同，即保證調(diào)度周期內(nèi)的負(fù)荷用電量不變。T的取值可根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn) 行人員采用的負(fù)荷管理方式來選取，如果電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員采用負(fù)荷日結(jié)清的方式進(jìn)行負(fù) 荷管理，則此時(shí)T = 24,若采用周結(jié)清的方式進(jìn)行負(fù)荷管理，則此時(shí)T=168,若采用月結(jié)清的 方式進(jìn)行負(fù)荷管理(一月按30天計(jì)算），則此時(shí)Τ = 720。
[0134] 第四步，建立基于負(fù)荷模型的區(qū)域負(fù)荷平衡模型。
[0135] (4)區(qū)域負(fù)荷平衡約束
[0137]式中，仏."第七時(shí)段所有常規(guī)機(jī)組的總功率之和；吃則表示第t時(shí)段的電力負(fù)荷。式 中4,s"St時(shí)刻區(qū)域η和區(qū)域nn之間聯(lián)絡(luò)線功率大小。設(shè)定電流參考方向?yàn)?流入?yún)^(qū)域?yàn)檎?方向，流出區(qū)域?yàn)樨?fù)方向。所以成;,,"可以取正負(fù)值，正負(fù)則代表功率傳輸?shù)姆较颉?T為η區(qū) 域第t時(shí)段接納的風(fēng)力發(fā)電功率。
[0138] 第五步，綜合考慮電網(wǎng)的風(fēng)電出力時(shí)序特性、負(fù)荷時(shí)序特性、機(jī)組調(diào)峰特性、電網(wǎng) 送出能力等因素，建立省級(jí)電網(wǎng)時(shí)序仿真模型，優(yōu)化全網(wǎng)含風(fēng)電的電力平衡。省級(jí)電網(wǎng)時(shí)序 仿真模型與文獻(xiàn)一《基于時(shí)序仿真的風(fēng)電年度計(jì)劃制定方法》（電力系統(tǒng)自動(dòng)化第38卷第11 期第13頁)一致，這里只做簡(jiǎn)單介紹。
[0139] (5)機(jī)組優(yōu)化功率約束
[0141] (6)最小啟停機(jī)時(shí)間約束
[0144] (7)供熱期供熱機(jī)組出力約束
[0147] (8)啟停機(jī)邏輯狀態(tài)約束
[0149] (9)機(jī)組爬坡率約束
[0152] (10)旋轉(zhuǎn)備用約束
[0154] (11)區(qū)域間線路傳輸容量約束
[0156] (12)風(fēng)電功率約束
[0158] (13)目標(biāo)函數(shù)
[0160] 式中，匕,_七,_分別為第j臺(tái)機(jī)組的出力上限和出力下限。C、巧分別為表示機(jī) 組j在時(shí)段t啟動(dòng)、停機(jī)狀態(tài)的二進(jìn)制變量，巧為"Γ表示機(jī)組正在啟動(dòng)，為"0"表示機(jī)組不在 啟動(dòng)狀態(tài)，劣為"Γ表示機(jī)組正在停機(jī)，為"0"表示機(jī)組不在停機(jī)狀態(tài);1^為機(jī)組最小啟機(jī) 時(shí)間；L ff為機(jī)組最小停機(jī)時(shí)間；其反映了最小啟機(jī)或停機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)度，不同類型的機(jī)組啟 停機(jī)時(shí)間參數(shù)不同。為背壓機(jī)組出力大?。粸槌闅鈾C(jī)組出力大?。粸閠時(shí)段熱負(fù) 荷大??；<、?為供熱機(jī)組熱電耦合系數(shù)。分別為機(jī)組j的最大上爬坡速率和 下爬坡速率。Pre和Nre分別為正旋轉(zhuǎn)備用和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用。C為t時(shí)刻區(qū)域η和區(qū)域nn之間 聯(lián)絡(luò)線傳輸功率上限，為t時(shí)刻區(qū)域η和區(qū)域nn之間聯(lián)絡(luò)線傳輸功率下限。<"(〇為風(fēng) 電理論出力。
[0161] 第六步，最后通過采用上述新方法建立的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化每個(gè)時(shí)間斷面的負(fù)荷電 量，通過負(fù)荷功率的轉(zhuǎn)移，可優(yōu)化機(jī)組開機(jī)方式，從而大幅減小風(fēng)電的棄風(fēng)電量，優(yōu)化結(jié)果 可為電網(wǎng)調(diào)度人員提供指導(dǎo)和建議。
[0162] 以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn) 行修改或者等同替換，而這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在 申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于生產(chǎn)模擬仿真的電網(wǎng)負(fù)荷建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟1.建立各時(shí)間斷面的負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限模型； 步驟2.建立各周期內(nèi)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移電量上限模型； 步驟3.建立不同的負(fù)荷結(jié)清方式模型； 步驟4.建立基于負(fù)荷側(cè)調(diào)峰的區(qū)域負(fù)荷平衡模型； 步驟5.建立提高風(fēng)電消納能力的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰模型，優(yōu)化各時(shí)間斷面的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰電 量。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1包括： 根據(jù)各時(shí)間斷面的負(fù)荷增加及下降的功率值，建立各時(shí)間斷面的負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限模 型： Ku ^ Δ? ,max . < (1) 式（1)中，為t時(shí)刻區(qū)域η負(fù)荷增加功率值；為t時(shí)刻區(qū)域η負(fù)荷下降功率值，且 Δζ"與Δ〇均為正變量；A/^axSt時(shí)刻區(qū)域η負(fù)荷可轉(zhuǎn)移功率上限。3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2包括： 根據(jù)各時(shí)間斷面的所述負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限模型，建立各周期內(nèi)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移電量上限模 型： Σ?"+Δ〇/2<ρη (2) /=1 式⑵中，T為總調(diào)度周期;Qn為負(fù)荷轉(zhuǎn)移總電量。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟3包括： 根據(jù)各時(shí)間斷面的所述負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限模型，建立不同的負(fù)荷結(jié)清方式模型： Σ - Σ = 〇 (3)。 ?-1 ?5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟4包括： 建立基于負(fù)荷側(cè)調(diào)峰的區(qū)域負(fù)荷平衡模型： HdlM + Ρη'1 + Σ ^η,ηη = Ρ?.η + ^η,η ~ cl ( 4 ) nn~\ 式(4)中，，為第t時(shí)刻所有常規(guī)機(jī)組的總功率之和；it為第t時(shí)刻的電力負(fù)荷；戽,《? 為t時(shí)刻、區(qū)域η和區(qū)域nn之間聯(lián)絡(luò)線功率值，且4>η"取值為正時(shí)，電流流入?yún)^(qū)域?yàn)檎较颍? 取值為負(fù)時(shí)，電流流入?yún)^(qū)域?yàn)樨?fù)方向；iT為第t時(shí)刻、區(qū)域η接納的風(fēng)力發(fā)電功率。6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟5包括： 5-1.根據(jù)步驟1至4中的模型，建立提高風(fēng)電消納能力的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰模型； 5-2.根據(jù)所述負(fù)荷側(cè)調(diào)峰模型，優(yōu)化各時(shí)間斷面的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰電量。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述5-1包括:根據(jù)步驟1至4中的模型，建立 提高風(fēng)電消納能力的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰模型的約束條件及目標(biāo)函數(shù)： a. 機(jī)組優(yōu)化功率約束： 式(5)中，<為機(jī)組j在t時(shí)刻的二進(jìn)制變量;？1_4,_分別為第抬機(jī)組的出力上限 和出力下限;P」(t)為機(jī)組優(yōu)化功率； b. 最小啟停機(jī)時(shí)間約束： ^ L· γι+ΣζΤ^1 < 1=1 (6) ζ/+ΣΓΓ' -1 式(6)中，6、€分別為表示機(jī)組j在t時(shí)刻啟動(dòng)、停機(jī)狀態(tài)的二進(jìn)制變量，"為"Γ表示 機(jī)組正在啟動(dòng)，考為"0"表示機(jī)組不在啟動(dòng)狀態(tài)，笱為"1"表示機(jī)組正在停機(jī)，4為"0"表示 機(jī)組不在停機(jī)狀態(tài);k〇n為機(jī)組最小啟機(jī)時(shí)間;k〇ff為機(jī)組最小停機(jī)時(shí)間；i為計(jì)算變量； c. 供熱期供熱機(jī)組出力約束： Pjm =crHj j (7) Hi · Cb < pl. rn < P - H'· · Cv L J J J^Q ./smax Λ j 式(7 )中，為背壓機(jī)組出力大??；#ce為抽氣機(jī)組出力大?。唬閠時(shí)刻熱負(fù)荷大??； C)均為供熱機(jī)組熱電耦合系數(shù)； d. 啟停機(jī)邏輯狀態(tài)約束： - Jf'r1 - F' + z' = 0 J J J J +Yj <0 < x'. + x'r1 +f. <2 (8) J j J -x(. - x^1 + z1 < 0 J J J xt + x：r_1 + < 2： l j j j 式(8)中，為機(jī)組j在t-1時(shí)刻的二進(jìn)制變量； e. 機(jī)組爬坡率約束： /y+, -P'< AP J J l^P \ , (9) P1 - P!+i < AP , L / / j-down 式(9)中，Aff、分別為機(jī)組j的最大上爬坡速率和下爬坡速率；6為t時(shí)刻機(jī)組j 功率；If1為t+1時(shí)刻機(jī)組j功率； f. 旋轉(zhuǎn)備用約束： f J -ΥP -if' <-/>' -Pm /vmax. J /.. \ 1=1 (10) J Y F . - X' < p! - Nre /」j\imn J l 式（10)中，J為機(jī)組總數(shù);Pre和Nre分別為正旋轉(zhuǎn)備用和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用；if為第t時(shí)刻的電 力功率； g. 區(qū)域間線路傳輸容量約束： rin <ι! < rax (id 式（11)中，巧：為t時(shí)刻區(qū)域η和區(qū)域ηη之間聯(lián)絡(luò)線傳輸功率上限，為t時(shí)刻區(qū)域η和 區(qū)域ηη之間聯(lián)絡(luò)線傳輸功率下限； h. 風(fēng)電功率約束： (12) 式（12)中，pw,n(t)為風(fēng)電功率；€(〇為風(fēng)電理論出力； i. 目標(biāo)函數(shù)： T N max ΣΣκ，） (?3)： ^=1 n-\ 式(13)中，N為區(qū)域的總數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)模擬仿真的電網(wǎng)負(fù)荷建模方法，通過建立各時(shí)間斷面的負(fù)荷轉(zhuǎn)移功率上限模型；建立各周期內(nèi)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移電量上限模型；建立不同的負(fù)荷結(jié)清方式模型；建立基于負(fù)荷側(cè)調(diào)峰的區(qū)域負(fù)荷平衡模型；建立提高風(fēng)電消納能力的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰模型，優(yōu)化各時(shí)間斷面的負(fù)荷側(cè)調(diào)峰電量。本發(fā)明提出的方法在保證計(jì)算效率的基礎(chǔ)上，通過對(duì)負(fù)荷的有效管理，有效減少風(fēng)電的棄風(fēng)電量，優(yōu)化結(jié)果為電網(wǎng)運(yùn)行人員提供指導(dǎo)和建議，有效降低了電力系統(tǒng)的有功平衡難度，進(jìn)而保證了電網(wǎng)的高效且穩(wěn)定地運(yùn)行。
【IPC分類】G06Q10/06, H02J3/00
【公開號(hào)】CN105470957
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511004804
【發(fā)明人】劉純, 黃越輝, 禮曉飛, 曹陽, 王躍峰, 劉德偉, 高云峰, 許曉艷, 馬爍, 許彥平, 張楠, 楊碩, 李馳, 王晶, 潘霄峰
【申請(qǐng)人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日