技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法包括風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型和模型求解；

所述風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型是根據(jù)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的原則，在風(fēng)水火發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)中制定電力系統(tǒng)短期調(diào)度計(jì)劃時(shí)，風(fēng)電優(yōu)先全額并網(wǎng)，風(fēng)電將不再作為優(yōu)化變量出現(xiàn)在模型中，梯級(jí)水電站以周期內(nèi)發(fā)電量最大以及剩余負(fù)荷峰谷差最小為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，火電以運(yùn)行成本最低、排污量最小為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度；

所述風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的模型求解是根據(jù)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的原則，在制定電力系統(tǒng)短期調(diào)度計(jì)劃時(shí)，風(fēng)電優(yōu)先全額并網(wǎng)，然后進(jìn)行水火電的分步優(yōu)化，即先由梯級(jí)水電制定水電機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃，在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步安排火電出力計(jì)劃，由于火電優(yōu)化調(diào)度模型涉及的機(jī)組組合與多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，考慮模型的復(fù)雜性及多目標(biāo)優(yōu)化問題中算法易陷入局部最優(yōu)和效率問題，所述風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的火電調(diào)度模型求解采用兩階段優(yōu)化調(diào)度方法進(jìn)行求解：第一階段尋求機(jī)組的最優(yōu)組合狀態(tài)，第二階段在機(jī)組組合方式確定的前提下進(jìn)行機(jī)組間的多目標(biāo)負(fù)荷優(yōu)化分配。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型為：

1)建立梯級(jí)水電調(diào)度周期內(nèi)發(fā)電量模型、扣除梯級(jí)水電發(fā)電后的剩余負(fù)荷峰谷差模型、火電系統(tǒng)運(yùn)行成本模型和火電系統(tǒng)污染物排放量模型：

①所述梯級(jí)水電調(diào)度周期內(nèi)發(fā)電量模型為：

$\max f_1=\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{P}_{Hj,t},$

其中f₁為梯級(jí)水電調(diào)度周期內(nèi)發(fā)電量，i＝1,2,...,T，T為日調(diào)度總時(shí)段數(shù)；

本發(fā)明中取T＝24；

N_H為梯級(jí)水電站總數(shù)；

P_Hj,t為梯級(jí)水電站j在t時(shí)段的發(fā)電量；

②所述扣除梯級(jí)水電發(fā)電后的剩余負(fù)荷峰谷差模型為：

$\min f_2=max(P_{Dt}-\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{P}_{Hj,t})-min(P_{Dt}-\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{P}_{Hj,t})$

其中f₂為扣除梯級(jí)水電發(fā)電后的剩余負(fù)荷峰谷差，P_Dt為系統(tǒng)t時(shí)段的負(fù)荷值；

③所述火電系統(tǒng)運(yùn)行成本模型為：

$\min f_3=\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{u}_{it}(a_i+b_i{P}_{Gi,t}+c_i{P_{Gi,t}}^2)$

其中f₃為火電系統(tǒng)運(yùn)行成本，N_G為系統(tǒng)內(nèi)火電機(jī)組臺(tái)數(shù)，u_it為火電機(jī)組i在t時(shí)段的開停機(jī)狀態(tài)，1表示開機(jī)，0表示停機(jī)，P_Gi,t為第i臺(tái)火電機(jī)組在t時(shí)段的有功功率，a_i，b_i，c_i為第i臺(tái)火電機(jī)組煤耗特性參數(shù)；

④所述火電系統(tǒng)污染物排放量模型為：

$\min f_4=\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{u}_{it}\[{\mathrm{\α}}_i+{\mathrm{\β}}_i{P}_{Gi,t}+{\mathrm{\γ}}_i{P_{Gi,t}}^2+{\mathrm{\η}}_i\exp \left({\mathrm{\δ}}_i{P}_{Gi,t}\right)\]$

其中f₄為火電系統(tǒng)污染物排放量，α_i，β_i，γ_i，η_i，δ_i為第i臺(tái)火電機(jī)組排污特性參數(shù)；

2)確定所述梯級(jí)水電調(diào)度周期內(nèi)發(fā)電量模型、扣除梯級(jí)水電發(fā)電后的剩余負(fù)荷峰谷差模型、火電系統(tǒng)運(yùn)行成本模型和火電系統(tǒng)污染物排放量模型的約束條件，所述約束條件包括系統(tǒng)約束、火電機(jī)組約束和水電機(jī)組約束：

①系統(tǒng)約束包括功率平衡約束和旋轉(zhuǎn)備用容量約束：

a)所述功率平衡約束為：

$\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{u}_{it}{P}_{Gi,t}+\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{P}_{Hj,t}+\underset{k=1}{\overset{N_W}{\Σ}}{P}_{Wk,t}=P_{Dt},$

其中P_Wk,t為第k個(gè)風(fēng)電場(chǎng)t時(shí)段的輸出功率，N_W為系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)總數(shù)；

b)所述旋轉(zhuǎn)備用容量約束分為系統(tǒng)向上的旋轉(zhuǎn)備用容量約束和系統(tǒng)向下的旋轉(zhuǎn)備用容量約束，所述系統(tǒng)向上的旋轉(zhuǎn)備用容量約束為：

$\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{u}_{it}{R}_{Gi,t}^u+\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{R}_{Hj,t}^u=\left(\underset{k=1}{\overset{N_W}{\Σ}}{P}_{Wk,t}\right)k_u\%+P_{Dt}L\%$

所述系統(tǒng)向下的旋轉(zhuǎn)備用容量約束為：

$\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{R}_{Gi,t}^d+\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{R}_{Hj,t}^d=\left(\underset{k=1}{\overset{N_W}{\Σ}}{P}_{Wk,t}\right)k_d\%,$

其中和分別為第i臺(tái)火電機(jī)組和第j座梯級(jí)水電站t時(shí)段所提供的上備用容量，和分別為第i臺(tái)火電機(jī)組和第j座梯級(jí)水電站t時(shí)段所提供的下備用，k_u和k_d為風(fēng)電波動(dòng)系數(shù)，L為系統(tǒng)波動(dòng)系數(shù)；

②火電機(jī)組約束包括火電出力上下限約束、火電機(jī)組爬坡速率約束和火電機(jī)組最小開停機(jī)時(shí)間約束：

a)所述火電機(jī)組出力上下限約束為P_Gi,min≤P_Gi,t≤P_Gi,max，P_Gi,min和P_Gi,max為第i臺(tái)火電機(jī)組出力下限和上限；

b)所述火電機(jī)組爬坡速率約束為P_Gi,t-P_Gi,t-1≤v_Gi,upT₁和P_Gi,t-1-P_Gi,t≤v_Gi,downT₁，v_Gi,up和v_Gi,down為第i臺(tái)火電機(jī)組向上和向下爬坡速率，T₁＝1；

c)所述火電機(jī)組最小開停機(jī)時(shí)間約束為和分別為第i臺(tái)機(jī)組最小運(yùn)行時(shí)間和停運(yùn)時(shí)間；

③水電機(jī)組約束包括水電廠水量平衡約束、水電廠庫(kù)容約束、水電廠發(fā)電流量約束、水電廠調(diào)度周期始末庫(kù)容約束和水電廠發(fā)電功率約束：

a)所述水電廠水量平衡約束為：

$V_{Hj,t}=V_{Hj,t-1}+I_{Hj,t}-Q_{Hj,t}+\underset{m\∈M}{\Σ}{Q}_{Hm,t-\mathrm{\τ}(m,j)},$

V_Hj,t，I_Hj,t和Q_Hj,t分別為水電廠j在時(shí)段t的水庫(kù)庫(kù)容、自然入流量和發(fā)電流量，M為直接位于水庫(kù)j上游的水庫(kù)集合，τ(m,j)為從水庫(kù)m到水庫(kù)j的水流流達(dá)時(shí)間；

b)所述水電廠庫(kù)容約束為V_Hj,min≤V_Hj,t≤V_Hj,max，V_Hj,min和V_Hj,max分別為梯級(jí)水電站j的水庫(kù)庫(kù)容下限和上限；

c)所述水電廠發(fā)電流量約束為Q_Hj,min≤Q_Hj,t≤Q_Hj,max，Q_Hj,min和Q_Hj,max分別為梯級(jí)水電站j的發(fā)電流量下限和上限；

d)所述水電廠調(diào)度周期始末庫(kù)容約束為V_Hj,0＝V_ini,j；V_Hj,T＝V_end,j，V_ini,j和V_end,j分別為梯級(jí)水電站j調(diào)度周期的始、末庫(kù)容；

e)所述水電廠發(fā)電功率約束為P_Hj,min≤P_Hj,t≤P_Hj,max，其中，水電廠出力與水流量的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

P_Hj,t＝c_1jV_Hj,t²+c_2jQ_Hj,t²+c_3jV_Hj,tQ_Hj,t+c_4jV_Hj,t+c_5jQ_Hj,t+c_6j，

參數(shù)c_1j，c_2j，c_3j，c_4j，c_5j，c_6j分別為梯級(jí)水電站j的發(fā)電系數(shù)，P_Hj,min和P_Hj,max分別為水電機(jī)組j允許的最小及最大出力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述第一階段尋求機(jī)組的最優(yōu)組合狀態(tài)是根據(jù)機(jī)組的最小比耗量與其最大輸出功率的比值建立發(fā)電序位表，綜合指標(biāo)小的機(jī)組優(yōu)先投入運(yùn)行，根據(jù)發(fā)電序位表，采用啟發(fā)式搜索確定一種新的火電機(jī)組組合方式，機(jī)組組合方式確定原則為：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{N-1}{\Σ}}{P}_{Gi,\max }\<P_{dt},\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{P}_{Gi,\max }\>P_{dt}\\ P_{dt}=P_{Dt}(1+L\%)+\left(\underset{k=1}{\overset{N_W}{\Σ}}{P}_{Wk,t}\right)k_u\%-\underset{k=1}{\overset{N_W}{\Σ}}{P}_{Wk,t}-\underset{j=1}{\overset{N_H}{\Σ}}{P}_{Hj,t}\end{array}\right.$

所述啟發(fā)式搜索流程步驟為：

(1)根據(jù)機(jī)組最小比耗量和機(jī)組最大輸出功率建立機(jī)組發(fā)電序位表；

(2)根據(jù)負(fù)荷需求投入前N臺(tái)機(jī)組；

(3)判斷是否滿足負(fù)荷平衡，若滿足負(fù)荷平衡則得到第t時(shí)段機(jī)組組合方式，否則，啟動(dòng)第N+1臺(tái)機(jī)組令N＝N+1并返回判斷是否滿足負(fù)荷平衡；

(4)判斷所求t時(shí)段是否在當(dāng)前運(yùn)行時(shí)段T之后，若是則得到機(jī)組組合方式的初始解，否則轉(zhuǎn)回步驟(2)；

(5)對(duì)得到的機(jī)組進(jìn)行最小啟停時(shí)間修正，修正原則為：

a)如果某時(shí)段有機(jī)組在不足停機(jī)時(shí)間的情況下要求啟動(dòng)，即機(jī)組未達(dá)到最小停機(jī)時(shí)間，那么該時(shí)段剔除未達(dá)到最小停機(jī)時(shí)間的機(jī)組，逐次增加發(fā)電序位表中未投入運(yùn)行且排序靠前的機(jī)組，直至滿足負(fù)荷平衡；

b)如果某時(shí)段機(jī)組在不足開機(jī)時(shí)間間隔的情況下就停止運(yùn)行，即機(jī)組未達(dá)到最小開機(jī)時(shí)間，那么該時(shí)段機(jī)組不允許停機(jī)，直至滿足最小開機(jī)時(shí)間；

c)檢查經(jīng)修正的機(jī)組組合方式中是否存在冗余機(jī)組，若存在則予以剔除，從而得到最終的機(jī)組組合方式；

(6)得到最終機(jī)組組合方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述第二階段在機(jī)組組合方式確定的前提下進(jìn)行機(jī)組間的多目標(biāo)負(fù)荷優(yōu)化分配包括：

(1)根據(jù)建立的所述發(fā)電序位表和扣除水電發(fā)電量后的日負(fù)荷分配火電機(jī)組間的備用容量和負(fù)荷；

①所述備用容量分配原則為：優(yōu)化分配火電機(jī)組所承擔(dān)的備用容量，使得其完成備用容量負(fù)荷所需時(shí)間最短，以及時(shí)彌補(bǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差和風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，t時(shí)段，第i臺(tái)火電機(jī)組所承擔(dān)的上備用容量和下備用容量計(jì)算公式為：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{Gi,t}^u=u_{it}{v}_{Gi,up}(R_t^u/\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{u}_{it}{v}_{Gi,up})\\ R_{Gi,t}^d=u_{it}{v}_{Gi,down}(R_t^d/\underset{i=1}{\overset{N_G}{\Σ}}{u}_{it}{v}_{Gi,down})\end{array}\right.;$

②所述火電機(jī)組間的負(fù)荷分配原則為：各時(shí)刻機(jī)組承擔(dān)的備用容量分配結(jié)束后，機(jī)組剩下的容量即為參加優(yōu)化調(diào)度的容量，故對(duì)機(jī)組承擔(dān)備用容量后的出力上下限值進(jìn)行修正，t時(shí)段,第i臺(tái)火電機(jī)組實(shí)際出力的上下限為

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{Gi,t}^{\max }=P_{Gi,max}-R_{Gi,t}^u\\ P_{Gi,t}^{\min }=P_{Gi,\min }+R_{Gi,t}^d\end{array}\right.;$

(2)對(duì)模型中多重目標(biāo)函數(shù)的處理采用基于單目標(biāo)思路的多目標(biāo)求解方法，使用分目標(biāo)乘除法將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題，采用自適應(yīng)免疫疫苗算法求解出上述整體風(fēng)水火短期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型的最優(yōu)解，所述自適應(yīng)免疫疫苗算法的流程如下：

①設(shè)置優(yōu)化算法的參數(shù)；

②隨機(jī)生成初始種群；

③計(jì)算抗體適應(yīng)度；

④根據(jù)抗體的適應(yīng)度，選取部分優(yōu)秀抗體復(fù)制到記憶細(xì)胞，并對(duì)優(yōu)秀抗體進(jìn)行疫苗提取操作；

⑤執(zhí)行復(fù)制和自適應(yīng)交叉、變異操作；

⑥隨機(jī)選取一定比例抗體進(jìn)行疫苗接種；

⑦進(jìn)行種群和記憶細(xì)胞的更新；

⑧終止條件判定，若當(dāng)前群體中包含最佳個(gè)體，則算法停止運(yùn)行并輸出結(jié)果；否則轉(zhuǎn)回到③。