容量。
[0050] 最終，包含火電機組啟停調(diào)峰容量、備用W及約束懲罰項的遺傳算法目標函數(shù) 化jcA表達式為：
[0052] 其中，P。。為總等效啟停調(diào)峰容量。Nu、Ctmi。和Ctm。、、寫0"和分別為遺傳算法中由 某條基因解碼確定的等效啟停調(diào)峰次數(shù)，最小和最大可帶負荷，持續(xù)開機和停機時間集合。 和分別為系統(tǒng)t時刻的向上、向下備用需求。Ctmm和Ctm。曲計算方法為：
[0054] Pii( ?)和Pi2 ( ?)將整數(shù)變量映射到各機組出力范圍下限和上限給出。2T、' 采用捜索的方法進行計算。
[0055] S4、進行各火電機組出力的求解，即第二層求解。
[0056] 具體地，本層優(yōu)化目標函數(shù)包括：機組啟停費用、運行費用W及波動懲罰項。
[0057] 啟停費用可利用上一層優(yōu)化求解出的變量直接進行計算，是確定的值，因此可不 包含在優(yōu)化模型內(nèi)。
[0058] 描述火電機組的運行效率，可用總煤耗或燃煤費用進行考察。一般考察的煤耗 特性中，將火電機組的燃煤費用描述成有功出力的二次函數(shù)形式，于是總?cè)济嘿M用可W寫 成：
[0060] 其中，F(xiàn)Cit為i號火電機組t時刻的運行燃料費用，C。1、Cbi、C。為該火電機組費用 特性曲線中的常數(shù)。該式的右邊兩項，是考慮啟停變量只能取0或1兩種值的約束，W及之 后的上下限約束，從而將目標函數(shù)表達式由=次函數(shù)轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)。
[0061] 對于火電出力波動的懲罰項，采取火電機組各時刻出力方差之和的形式。W方差 形式描述的i號火電機組出力波動的懲罰項為：
[0063] 此目標函數(shù)比較顧及整體，即整體出力波動大時懲罰項大，但對可能出現(xiàn)的局部 出力波動較大的情況（比如，某時刻出力很大而其他時刻均為0)描述較差。因此可W考慮 分時段求取方差，再求平均的方式。設分成（T/dT)段，每段有dT個點，如果dT- 2,那么就 成為如下形式：
[0065] 即相鄰時刻機組出力之差的平方和形式，此目標函數(shù)對于局部出力波動大的情況 較為敏感。
[0066] 對于多個火電機組，首先對上述懲罰項進行歸一化處理，即令不同容量機組標么 出力曲線相同時懲罰相同。再考慮大容量機組減小波動的要求，乘W裝機容量作為權(quán)重，最 終描述火電機組出力波動性的懲罰項為：
[0068] 運兩種懲罰項對火電機組出力波動性的描述不同，實際計算仿真中發(fā)現(xiàn)，當調(diào)峰 壓力較小時，分別采取兩種目標函數(shù)求解的差異較大。正常出力情況下各火電機組懲罰項 一般為0~30。
[0069] 至此，所要考察的=個方面：減少啟停、提高運行效率W及減少波動已經(jīng)描述完 畢。但TC和化na。兩項的量綱不同，另外實際考察中對費用和波動性的側(cè)重也不同（雖然 它們之間有一定程度的等價），因此乘W各自的權(quán)重系數(shù)Qi、〇2后，構(gòu)成模型中火電項的 子目標函數(shù)：
[0070] ObJc=a iTC+a sPena。
[0071] 約束條件
[0072] 本層模型對火電機組加W=個約束條件：功率上下限約束、功率平衡約束、爬坡速 率約束。其中，功率上下限約束中的上下限是有上層優(yōu)化求解出的變量Rit所確定的，而功 率平衡約束則是嚴格的等式約束。爬坡速率約束數(shù)學形式較為簡單，運里不再給出。
[0073] S402:采用二次規(guī)劃軟件對所述第二層火電調(diào)峰模型進行求解，所述二次規(guī)劃軟 件包括Cplex、Gurobi等。
[0074] 具體地，請參考圖2至圖5,采用改進的遺傳算法進行第一層求解（整數(shù)變量的求 解），采用優(yōu)化軟件進行第二層變量的求解（具體出力值的求解）。
[0075] 可W發(fā)現(xiàn)有兩臺機組（1號和7號）某時段出現(xiàn)了啟停調(diào)峰和深度調(diào)峰的情況。若 不考慮火電機組的深度調(diào)峰手段，會出現(xiàn)無解的情況。對于峰谷差較大的電網(wǎng)，在特高壓接 入后谷荷變低，留給火電的調(diào)峰壓力驟增的情況，運種火電深度調(diào)峰的情況會經(jīng)常出現(xiàn)，因 此考慮深度調(diào)峰的模型才是比較有現(xiàn)實意義的。
[0076] 另外，本發(fā)明實施例的一種火電雙層調(diào)峰方法的其它構(gòu)成W及作用對于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做寶述。
[0077] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可W在任何 的一個或多個實施例或示例中W合適的方式結(jié)合。
[0078] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W理解：在不 脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可W對運些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項】
1. 一種火電雙層調(diào)峰方法，其特征在于，包括W下步驟： 51、 對每個火電機組，均劃分調(diào)峰出力范圍； 52、 給出火電負荷曲線； 53、W火電機組整體等效啟停調(diào)峰容量為目標，W火電機組最小可帶負荷、最大可帶負 荷、持續(xù)開機時間、持續(xù)停機時間、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)峰模型進行求解； 54、W減小系統(tǒng)運行總費用和火電機組出力波動為目標，W火電機組爬坡速率、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)果給出每個火電機組的出力值，其中，所述 第二層優(yōu)化目標包括系統(tǒng)運行總費用和火電機組出力波動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電雙層調(diào)峰方法，其特征在于，所述步驟S1進一步包括： WRit表示描述i號火電機組t時刻出力范圍的整數(shù)變量，所述Rit的取值及相應的描 述狀態(tài)確定如下表：〇3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的火電雙層調(diào)峰方法，其特征在于，所述步驟S3進一步包括： 5301 :等效啟停調(diào)峰容量的定義：同一機組相鄰時刻變量Rit和Riw在不同取值的情況 下所表示的意義如下表：5302 :建立所述第一層火電調(diào)峰模型，表達式如下式：其中，P。。為所述火電機組整體等效啟停調(diào)峰容量，NΜ所述火電機組整體等效啟停調(diào) 峰次數(shù)，Ctmi。為所述最小可帶負荷，Ctm。、為所述最大可帶負荷，？Γ"為持續(xù)開機時間，為 停機時間集合，AS>7'為系統(tǒng)t時刻的向上備用需求，化S吟為系統(tǒng)t時刻的向下備用需求， 巧《。、為火電機組i的容量，T為所研究時間段節(jié)點數(shù)，N。為火電機組數(shù)目，α、β為加權(quán)系 數(shù)，療為t時刻負荷預測值，單"'、義f為火電機組i的最大開機、關(guān)機時間；Pli( ·)和Pl2( ·)將整數(shù)變量映射到各機組出力范圍下限和上限給出，異'"、護f采用 捜索的方法進行計算。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的火電雙層調(diào)峰方法，其特征在于，所述步驟S4進一步包括： 5401 :總?cè)济嘿M用如下式：其中，F(xiàn)Cit為第i號火電機組t時刻的運行燃料費用，C。1、Cbi和C。為所述第i號火電 機組費用特性曲線中的常數(shù)，為火電機組i在t時刻的出力值； 全體火電機組出力波動的懲罰項如下項：Penaei、Penae2為懲罰項化na。的兩種表示方法， 所述第二層火電調(diào)峰模型的整體目標函數(shù)如下式： Objc二α iTC+asPena。 其中，α1、α2均為權(quán)重系數(shù)； 5402 :采用二次規(guī)劃軟件對所述第二層火電調(diào)峰模型進行求解，所述二次規(guī)劃軟件包 括Cplex或Gurobi。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火電雙層調(diào)峰方法，包括：S1、對各個火電機組，劃分調(diào)峰出力范圍，不同出力范圍對應不同的整數(shù)變量值；S2、給出火電所應承擔的負荷曲線；S3、進行整數(shù)變量的求解，即第一層求解：S4、進行各火電機組出力的求解，即第二層求解；S5：根據(jù)所述第二層火電調(diào)峰模型的求解結(jié)果給出每個火電機組的出力和等效啟停調(diào)峰容量。本發(fā)明具有如下優(yōu)點：能夠考慮火電機組的各個調(diào)峰出力范圍；能夠?qū)⒒旌险麛?shù)規(guī)劃問題解耦為一個整數(shù)規(guī)劃問題和一個線性規(guī)劃問題，從而減少計算時間；能夠給出調(diào)峰方案中火電機組的等效啟停調(diào)峰容量，從而對火電調(diào)峰代價有一個較為宏觀的描述。
【IPC分類】H02J3/46, H02J3/38
【公開號】CN105406508
【申請?zhí)枴緾N201510924874
【發(fā)明人】張龍, 胡斌奇, 胡偉, 劉顯壯
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 清華大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月14日