專利名稱：一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電網(wǎng)指的是單純由火電機(jī)組構(gòu)成的電力網(wǎng)絡(luò)，這種電力電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量與耗費(fèi)的燃料量成正比，因而伴隨著大量化石能源的消耗以及污染的產(chǎn)生。為了降低能耗和污染，目前世界各國正在大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能等新能源，因而電網(wǎng)的構(gòu)造逐漸由以火電為主轉(zhuǎn)向多種發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)。 不同發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)帶來了以前以火電為主的電網(wǎng)所沒有的問題，S卩如何對(duì)不同發(fā)電機(jī)組的功率進(jìn)行調(diào)配的問題。由于大自然中的風(fēng)是捉摸不定的，其風(fēng)力具有很大的隨機(jī)性，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，時(shí)有時(shí)無，因而風(fēng)電機(jī)組的輸出有功功率是不穩(wěn)定的，而火電機(jī)組的輸出有功功率則是穩(wěn)定的，這樣，在一個(gè)由火電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的電網(wǎng)中，必須比以前的電網(wǎng)儲(chǔ)備更多的備用電能來應(yīng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組輸出有功功率的隨機(jī)性變化，而且風(fēng)電機(jī)組的有功功率在電網(wǎng)總有功功率中所占的比重越大，需要的備用電能的量也就越大，這大大限制了風(fēng)電在電網(wǎng)中所占比重的上升，同時(shí)也大大影響了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的方法和系統(tǒng)，能合理調(diào)配火電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組的有功功率，以滿足不同時(shí)段的有功功率需求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的方法，所述電網(wǎng)由M臺(tái)火電機(jī)組和N臺(tái)風(fēng)電機(jī)組聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，具有T個(gè)工作的時(shí)段，第m臺(tái)火電機(jī)組在時(shí)段t內(nèi)的有功功率為P1 (m, t)，第n臺(tái)風(fēng)電機(jī)組在時(shí)段t內(nèi)的有功功率為P2 (n，t)，其中，M、N、T均為不小于I的自然數(shù)，t為I與T之間的自然數(shù)，m為I與M之間的自然數(shù)，n為I與N之間的自然數(shù)；該方法包括步驟a :確定每臺(tái)火電機(jī)組的燃料消耗量與有功功率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、每臺(tái)火電機(jī)組的污染物排放量與有功功率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、所述燃料的單位價(jià)格Pgl、所述污染物單位排放量的排放許可價(jià)Pg2、火電機(jī)組單位有功功率的聯(lián)網(wǎng)收益Pg3、風(fēng)電機(jī)組單位有功功率的聯(lián)網(wǎng)收益Pg4、第m臺(tái)火電機(jī)組的額定有效功率Pk(m)和最大向下調(diào)峰容量Pmax(m)、慣性因子《、非負(fù)的學(xué)習(xí)因子C1和C2、位于0和I之間的隨機(jī)常數(shù)ri和r2 ;確定各時(shí)段t內(nèi)的以下參量有功功率總需求Pd (t)、所述電網(wǎng)的有功功率網(wǎng)絡(luò)損耗Pltjss(t)、第m臺(tái)火電機(jī)組的最大有功功率Plmax (m，t)與最小有功功率Plmin(m，t)、風(fēng)電機(jī)組的有功功率的預(yù)測值PJt)、第i個(gè)(M+N)維有功功率速度向量的第I次迭代值Vi (1，t);設(shè)定最大迭代次數(shù)K和有功功率向量的總數(shù)H ;步驟b :設(shè)置迭代次數(shù)k = I ;確定各時(shí)段t內(nèi)的H個(gè)(M+N)維有功功率向量的第I次迭代值，使每個(gè)所述有功功率向量的第I次迭代值中的每個(gè)有功功率分量均滿足約束條件；其中，每個(gè)所述有功功率向量均為M臺(tái)火電機(jī)組的有功功率與N臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的有功功率共同構(gòu)成的向量，第i個(gè)所述有功功率向量的第I次迭代值記為Xjl，t)，i為I與H之間的自然數(shù)；所述約束條件包括容量約束條件Plmin(m,t) ( P1On, t) ( Plmax (m, t)；0≤ P2(n, t) ≤ Pe(t)；
toon]平衡約束條件
權(quán)利要求
1.一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的方法，其特征在于，所述電網(wǎng)由M臺(tái)火電機(jī)組和N臺(tái)風(fēng)電機(jī)組聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，具有T個(gè)工作的時(shí)段，第m臺(tái)火電機(jī)組在時(shí)段t內(nèi)的有功功率為P1 (m, t)，第n臺(tái)風(fēng)電機(jī)組在時(shí)段t內(nèi)的有功功率為P2 (n，t)，其中，M、N、T均為不小于I的自然數(shù)，t為I與T之間的自然數(shù)，m為I與M之間的自然數(shù)，n為I與N之間的自然數(shù)；該方法包括 步驟a :確定每臺(tái)火電機(jī)組的燃料消耗量與有功功率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、每臺(tái)火電機(jī)組的污染物排放量與有功功率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、所述燃料的單位價(jià)格Pgl、所述污染物單位排放量的排放許可價(jià)Pg2、火電機(jī)組單位有功功率的聯(lián)網(wǎng)收益Pg3、風(fēng)電機(jī)組單位有功功率的聯(lián)網(wǎng)收益Pg4、第m臺(tái)火電機(jī)組的額定有效功率Pk(m)和最大向下調(diào)峰容量Pmax(m)、慣性因子 、非負(fù)的學(xué)習(xí)因子C1和C2、位于O和I之間的隨機(jī)常數(shù)ri和r2 ;確定各時(shí)段t內(nèi)的以下參量有功功率總需求Pd(t)、所述電網(wǎng)的有功功率網(wǎng)絡(luò)損耗Pltjss(t)、第m臺(tái)火電機(jī)組的最大有功功率Plmax (m，t)與最小有功功率Plmin(m，t)、風(fēng)電機(jī)組的有功功率的預(yù)測值PJt)、第i個(gè)(M+N)維有功功率速度向量的第I次迭代值Vi(Lt);設(shè)定最大迭代次數(shù)K和有功功率向量的總數(shù)H ; 步驟b :設(shè)置迭代次數(shù)k= I ;確定各時(shí)段t內(nèi)的H個(gè)(M+N)維有功功率向量的第I次迭代值，使每個(gè)所述有功功率向量的第I次迭代值中的每個(gè)有功功率分量均滿足約束條件；其中，每個(gè)所述有功功率向量均為M臺(tái)火電機(jī)組的有功功率與N臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的有功功率共同構(gòu)成的向量，第i個(gè)所述有功功率向量的第I次迭代值記為XJ1，t)，i為I與H之間的自然數(shù)； 所述約束條件包括容量約束條件:Plmin(m, t) ( P1On, t) ( Plmax (m, t)；O ( P2 (n，t) ( Pe (t)； 平衡約束條件
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟c之后，在步驟d之前，該方法進(jìn)一步包括步驟d0 :判斷Xi(k+l，t)中的每個(gè)有功功率分量是否均滿足所述約束條件，是則執(zhí)行步驟d，否則，修正Xi (k+1，t)，使其中的每個(gè)有功功率分量均滿足所述約束條件，執(zhí)行步驟d。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟a中進(jìn)一步確定第i個(gè)所述有功功率速度向量在時(shí)段t內(nèi)的最大值Vimax⑴；則 步驟a中確定Vi (I, t)的方法為確定Vi (1，t)，使其在-Vimax⑴與Vimax⑴之間； 在步驟c之后，該方法進(jìn)一步包括步驟dl :判斷各Vjk+1，t)是否在-Vimax(t)與Vimax⑴之間，是則執(zhí)行步驟d，否則，修正Vi(k+l,t)，使其在-Vimax⑴與Vimax⑴之間，執(zhí)行步驟d。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的方法，其特征在于，步驟b中確定各時(shí)段t內(nèi)的H個(gè)(M+N)維有功功率向量的第I次迭代值的方法為隨機(jī)確定各時(shí)段t內(nèi)的H個(gè)(M+N)維有功功率向量的第I次迭代值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的方法，其特征在于，步驟a中設(shè)定H的方法為根據(jù)(M+N)的值設(shè)定H，使其不小于(M+N)。
6.一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)由M臺(tái)火電機(jī)組和N臺(tái)風(fēng)電機(jī)組聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，具有T個(gè)工作的時(shí)段，第m臺(tái)火電機(jī)組在時(shí)段t內(nèi)的有功功率為P1 (m, t)，第n臺(tái)風(fēng)電機(jī)組在時(shí)段t內(nèi)的有功功率為P2 (n，t)，其中，M、N、T均為不小于I的自然數(shù)，t為I與T之間的自然數(shù)，m為I與M之間的自然數(shù)，n為I與N之間的自然數(shù)；該系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)定模塊、向量迭代模塊、目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊、判斷模塊；其中， 所述參數(shù)設(shè)定模塊用于，存儲(chǔ)每臺(tái)火電機(jī)組的單位有功功率所對(duì)應(yīng)的燃料消耗量和污染物排放量、所述燃料的單位價(jià)格Pgl、所述污染物單位排放量的排放許可價(jià)Pg2、火電機(jī)組單位有功功率的聯(lián)網(wǎng)收益Pg3、風(fēng)電機(jī)組單位有功功率的聯(lián)網(wǎng)收益Pg4、第m臺(tái)火電機(jī)組的額定有效功率Pk(m)和最大向下調(diào)峰容量Pmax(m)、慣性因子《、非負(fù)的學(xué)習(xí)因子C1和C2、位于O和I之間的隨機(jī)常數(shù)!^和r2 ;設(shè)定最大迭代次數(shù)K和有功功率向量的總數(shù)H ;設(shè)定各時(shí)段t內(nèi)的以下參量有功功率總需求Pd⑴、所述電網(wǎng)的有功功率網(wǎng)絡(luò)損耗Pltjss⑴、第m臺(tái)火電機(jī)組的最大有功功率Plmax (m，t)與最小有功功率Plmin(m，t)、風(fēng)電機(jī)組的有功功率的預(yù)測值PJt)、11個(gè)(M+N)維有功功率向量的第I次迭代值、第i個(gè)(M+N)維有功功率速度向量的第I次迭代值\(1，t)，其中，每個(gè)所述有功功率向量均為M臺(tái)火電機(jī)組的有功功率與N臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的有功功率共同構(gòu)成的向量，第i個(gè)所述有功功率向量的第I次迭代值記為\(1，t)，i為I與H之間的自然數(shù)；將所述有功功率向量的第I次迭代值發(fā)送到所述判斷模塊、向量迭代模塊、目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊；將Vi (1，t)發(fā)送到所述向量迭代模塊；所述向量迭代模塊用于，從所述參數(shù)設(shè)定模塊讀取《、Cl、c2、ri、r2、H ;根據(jù)所述迭代信號(hào)增加迭代次數(shù)k，使k從I開始遞增，每次增加1，并將k的值發(fā)送到所述判斷模塊；根據(jù)Vi (k+1, t) = w Vi (k, t) +C1 T1 [ 4) i (k, t) -Xi (k, t) ] +C2 r2 [ 4>g (k, t) -Xi (k, t)]和Xi (k+1, t) = Xi (k，t)+Vi (k+1，t)，分別確定各時(shí)段t內(nèi)第i個(gè)所述有功功率速度向量的第(k+1)次迭代值\&+1，0和第i個(gè)所述有功功率向量的第(k+1)次迭代值Xi (k+1，t)，并將Xi(k+1，t)發(fā)送到所述目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊； 所述目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊用于，從所述參數(shù)設(shè)定模塊讀取每臺(tái)火電機(jī)組的單位有功功率所對(duì)應(yīng)的燃料消耗量和污染物排放量、Pgl、Pg2, Pg3、Pg4、H ;根據(jù)所述每臺(tái)火電機(jī)組的單位有功功率所對(duì)應(yīng)的燃料消耗量和Xi (l,t),確定各時(shí)段t內(nèi)與Xi (1，t)對(duì)應(yīng)的所述燃料的總消耗量Fli (1，t);根據(jù)所述每臺(tái)火電機(jī)組的單位有功功率所對(duì)應(yīng)的污染物排放量和Xi(Lt),確定各時(shí)段t內(nèi)與Xi(Lt)對(duì)應(yīng)的污染物的排放總量F2i (l，t);根據(jù)\(1，t)確定各P1 (m, t)和各P2 (n，t);根據(jù)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述向量迭代模塊進(jìn)一步用于，將Xi (k+1, t)發(fā)送到所述判斷模塊； 所述判斷模塊進(jìn)一步用于，判斷Xi (k+1，t)中的每個(gè)有功功率分量是否均滿足所述約束條件，是則向所述目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊發(fā)送約束達(dá)標(biāo)信號(hào)，否則，通知所述向量迭代模塊對(duì)Xi (k+1, t)進(jìn)行修正； 所述目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊用于，根據(jù)所述約束達(dá)標(biāo)信號(hào)，確定Fli (k+1，t)、F2i (k+1, t)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設(shè)定模塊進(jìn)一步用于，存儲(chǔ)第i個(gè)所述有功功率速度向量在時(shí)段t內(nèi)的最大值Vimax(t)，并將其發(fā)送到所述判斷模塊；確定\(1，t)，使其在-Vimax(t)與 Vimax(t)之間； 所述向量迭代模塊進(jìn)一步用于，將Vi (k+1，t)發(fā)送到所述判斷模塊； 所述判斷模塊進(jìn)一步用于，判斷各\&+1，0是否在-Vimax(t)與Vimax(t)之間，是則向所述目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊發(fā)送速度達(dá)標(biāo)信號(hào)，否則，通知所述向量迭代模塊對(duì)\(1^+1，t)進(jìn)行修正； 所述目標(biāo)函數(shù)與最優(yōu)迭代向量確定模塊用于，根據(jù)所述速度達(dá)標(biāo)信號(hào)，確定Fli (k+1，t)、F2i (k+1, t)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設(shè)定模塊用于，隨機(jī)確定各時(shí)段t內(nèi)的H個(gè)(M+N)維有功功率向量的第I次迭代值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設(shè)定模塊用于，根據(jù)(M+N)的值設(shè)定H，使其不小于(M+N)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定電網(wǎng)中各機(jī)組的有功功率的方法和系統(tǒng)。電網(wǎng)由火電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，具有T個(gè)工作時(shí)段，該方法包括確定預(yù)參數(shù)、各時(shí)段的約束參量、各向量的第1次迭代值，設(shè)定迭代總數(shù)；從1起遞增迭代次數(shù)k；確定各時(shí)段t內(nèi)的各有功功率向量和有功功率速度向量的各次迭代值，使各分量均滿足考慮了風(fēng)電機(jī)組隨機(jī)性的約束條件；根據(jù)目標(biāo)函數(shù)公式計(jì)算T個(gè)時(shí)段內(nèi)目標(biāo)函數(shù)的各迭代值，在此基礎(chǔ)上確定各有功功率向量的歷史最優(yōu)迭代向量，并確定全局最優(yōu)迭代向量φg；在k超過(K-1)時(shí)，將φg各時(shí)段中的各分量作為相應(yīng)機(jī)組的工作有功功率。本發(fā)明能合理調(diào)配火電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組的有功功率，滿足不同時(shí)段的有功功率需求。
文檔編號(hào)H02J3/46GK102709952SQ20111007447
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者蘇麗營, 袁瑛, 辛理夫 申請(qǐng)人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司