一種火電雙層調(diào)峰方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)的優(yōu)化與運(yùn)行，尤其設(shè)及火電機(jī)組占較大比例且需要參與調(diào) 峰的省級電網(wǎng)，具體設(shè)及一種火電雙層調(diào)峰方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 調(diào)峰問題是電網(wǎng)日常運(yùn)行規(guī)劃中的重要問題之一。在某些省級電網(wǎng)中，電網(wǎng)峰谷 差及峰谷差率增長水平要遠(yuǎn)快于負(fù)荷增長水平，而且隨著可控性較差的特高壓的接入，最 小負(fù)荷增長緩慢，造成峰谷差進(jìn)一步拉大，特高壓引入后緩解了峰時(shí)缺電的問題，但又給谷 荷時(shí)段帶來新的壓荷和停機(jī)壓力。因此，電網(wǎng)面臨的調(diào)峰問題日益嚴(yán)峻，需要通過各種手段 來解決調(diào)峰問題。
[0003] 常規(guī)燃煤火電機(jī)組雖然并非良好的調(diào)峰電源，但確實(shí)是可控性最好的調(diào)峰電源之 一。而且合理地安排火電調(diào)峰方案，可W提高火電機(jī)組的利用率，減少火電啟停次數(shù)。因此， 對火電機(jī)組的調(diào)峰方案研究和計(jì)算是很有意義的。然而，目前的火電調(diào)峰模型中，大多沒有 專口對火電機(jī)組的深度調(diào)峰進(jìn)行考慮，或者考慮的不夠詳細(xì)。運(yùn)就使得電網(wǎng)調(diào)峰缺乏了一 種很重要的手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種火電雙層調(diào)峰方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種火電雙層調(diào)峰方法，包括W下步驟：S1、對 每個(gè)火電機(jī)組，均劃分調(diào)峰出力范圍；S2、給出火電負(fù)荷曲線；S3、W火電機(jī)組整體等效啟 停調(diào)峰容量為目標(biāo)，W火電機(jī)組最小可帶負(fù)荷、最大可帶負(fù)荷、持續(xù)開機(jī)時(shí)間、持續(xù)停機(jī)時(shí) 間、向上備用需求和向下備用需求為約束，建立第一層火電調(diào)峰模型，并對所述第一層調(diào)峰 模型進(jìn)行求解；S4、W減小系統(tǒng)運(yùn)行總費(fèi)用和火電機(jī)組出力波動(dòng)為目標(biāo)，W火電機(jī)組爬坡速 率、向上備用需求和向下備用需求等為約束，建立第二層火電調(diào)峰模型，并對所述第二層火 電調(diào)峰模型進(jìn)行求解；S5 :根據(jù)所述第二層火電調(diào)峰模型的求解結(jié)果給出每個(gè)火電機(jī)組的 出力值，其中，所述第二層優(yōu)化目標(biāo)包括火電機(jī)組出力波動(dòng)和系統(tǒng)運(yùn)行總費(fèi)用。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的一種火電雙層調(diào)峰方法，能夠考慮火電機(jī)組的各個(gè)調(diào)峰出力范 圍，并且減少計(jì)算時(shí)間。
[0008] 另外，本發(fā)明還可W具有如下附加的技術(shù)特征：
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟Sl進(jìn)一步包括：WRit表示描述i號火電機(jī)組t時(shí)刻出力范圍 的整數(shù)變量，所述Rit的取值及相應(yīng)的描述狀態(tài)確定如下表：
[0010]
[0011]
[0012] 進(jìn)一步地，所述步驟S3進(jìn)一步包括：S301:等效啟停調(diào)峰容量的定義：同一機(jī)組相 鄰時(shí)刻變量Rit和RIW在不同取值的情況下所表示的意義如下表：
[0015] ;S302:建立所述第一層火電調(diào)峰模型，表達(dá)式如下式：
[0017] 其中，P。。為所述火電機(jī)組整體等效啟停調(diào)峰容量，NM所述火電機(jī)組整體等效啟停 調(diào)峰次數(shù)，Ctmi。為所述最小可帶負(fù)荷，Ctm。、為所述最大可帶負(fù)荷，IT為持續(xù)開機(jī)時(shí)間，？f為停機(jī)時(shí)間集合，為系統(tǒng)t時(shí)刻的向上備用需求，為系統(tǒng)t時(shí)刻的向下備用需 求，為火電機(jī)組i的容量，T為所研究時(shí)間段節(jié)點(diǎn)數(shù)，N。為火電機(jī)組數(shù)目，a、0為加權(quán) 系數(shù)，婷為t時(shí)刻負(fù)荷預(yù)測值，乂T、戶為火電機(jī)組i的最大開機(jī)、關(guān)機(jī)時(shí)間；
[001引Pii( ?)和Pi2( ?)將整數(shù)變量映射到各機(jī)組出力范圍下限和上限給出，r"、礦f采用捜索的方法進(jìn)行計(jì)算。
[0020] 進(jìn)一步地，所述步驟S4進(jìn)一步包括：S401:總?cè)济嘿M(fèi)用如下式：
[00過其中，F(xiàn)Cit為第i號火電機(jī)組t時(shí)刻的運(yùn)行燃料費(fèi)用，C31、Cbi和C。為所述第i號 火電機(jī)組費(fèi)用特性曲線中的常數(shù)，巧3為火電機(jī)組i在t時(shí)刻的出力；全體火電機(jī)組出力波 動(dòng)的懲罰項(xiàng)如下項(xiàng)：
[0024] 其中，化11曰。1、化11曰。2為懲罰項(xiàng)化11曰。的兩種表示方法，所述第二層火電調(diào)峰模型的 整體目標(biāo)函數(shù)如下式：
[00巧]ObJc= a iTC+a sPena。
[0026]其中，a1、a2均為權(quán)重系數(shù)；S402:采用二次規(guī)劃軟件對所述第二層火電調(diào)峰模 型進(jìn)行求解，所述二次規(guī)劃軟件包括Cplex或Gurobi。
[0027] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0028] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0029]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的1號火電機(jī)組出力的示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的3號火電機(jī)組出力的示意圖；
[0032] 圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的7號火電機(jī)組出力的示意圖；
[0033] 圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的9號火電機(jī)組出力的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[003引在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中屯、V縱向V橫向V上V嚇V前"、 "后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于 附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所 指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā) 明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要 性。
[0036] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接；可 W是機(jī)械連接，也可W是電連接；可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，可W是 兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可W具體情況理解上述術(shù)語在本 發(fā)明中的具體含義。
[0037]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的運(yùn)些和其他方面。在運(yùn)些描述 和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施 例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的 實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[003引W下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種火電雙層調(diào)峰方法。
[0039] 本發(fā)明所述的考慮不同調(diào)峰深度的火電雙層調(diào)峰模型原理為：對各個(gè)火電機(jī)組， 劃分調(diào)峰出力范圍，不同出力范圍對應(yīng)不同的整數(shù)變量值；給出火電所應(yīng)承擔(dān)的負(fù)荷曲線； 進(jìn)行整數(shù)變量的求解，即第一層求解：考慮目標(biāo)為火電機(jī)組整體的啟停調(diào)峰容量最小，考慮 約束條件為啟停時(shí)間約束、W及處理上下限和功率平衡的松弛約束，并采用一種改進(jìn)的遺 傳算法進(jìn)行計(jì)算；進(jìn)行各火電機(jī)組出力的求解，即第二層求解：考慮目標(biāo)為火電機(jī)組煤耗 量或者出力波動(dòng)最小，考慮約束條件為火電機(jī)組出力上下限約束、爬坡速率約束、W及功率 平衡的嚴(yán)格約束。
[0040]發(fā)明實(shí)施例公開的一種火電雙層調(diào)峰方法，包括W下步驟：
[0041]S1、對各個(gè)火電機(jī)組，劃分調(diào)峰出力范圍，不同出力范圍對應(yīng)不同的整數(shù)變量值。[004引具體地，W下根據(jù)《湖南電網(wǎng)火電廠調(diào)峰管理辦法》中提到的方法，可W將RJ勺取 值及意義確定如下：
[004引表1整數(shù)變量Rit的取值及對應(yīng)狀態(tài)
[0044]
[0045]S2、給出火電所應(yīng)承擔(dān)的負(fù)荷曲線；
[0046]具體地，根據(jù)需要給出某日一定時(shí)間間隔的火電機(jī)組部分承擔(dān)的負(fù)荷曲線。
[0047]S3、進(jìn)行整數(shù)變量的求解，即第一層求解；
[0048]具體地，即為電調(diào)峰雙層模型的第一層建模及求解方法。第一層模型需要考慮等 效啟停調(diào)峰容量作為優(yōu)化目標(biāo)，而在約束條件的處理方面，考慮兩個(gè)約束條件，一是出力范 圍約束，二是最小啟停時(shí)間約束，將它們作為懲罰項(xiàng)加入目標(biāo)函數(shù)中。如果某時(shí)刻負(fù)荷不在 基因所確定的出力范圍內(nèi)，則W功率不平衡量乘W系數(shù)作為懲罰項(xiàng)。如果某次啟/停不滿 足最小時(shí)間要求，則W時(shí)間差乘W系數(shù)作為懲罰項(xiàng)。
[0049] 如果還希望系統(tǒng)留有一定的向上和向下備用，那么可在計(jì)算功率不平衡量時(shí)，對 火電機(jī)組的出力范圍進(jìn)行一定程度的縮小，留出來的裕度作為備用