一种机组组合的优化方法、装置及存储介质与流程

专利2026-08-24  7


本发明涉及电力调度自动化,尤其涉及一种机组组合的优化方法、装置及存储介质。


背景技术:

1、电力系统正备用是指为了维持电力系统运行稳定性而保留的一种备用能力。它是指在正常运行条件下,系统中预留的超出基本负荷需求的额外发电能力,以应对突发负载波动或设备故障所导致的功率缺口。正备用力量通常由处于待命状态的发电机提供,以便在需要时快速投入运行。这种备用能力的目的在于确保即使在意外情况下,电力系统也能够迅速应对,并保持频率和电压在可接受范围内。正备用力量的规模通常由系统运营商根据系统容量、负荷特性和可靠性要求来确定,以确保系统具备足够的应急响应能力。正备用是为了应对系统长期稳定性而设置的备用能力,它充当着电网可靠性和稳定性的重要支撑,确保系统能够在各种情况下都能够安全、有效地运行。

2、燃煤机组是正备用的主要提供机组类型之一,然而燃煤机组在刚启动的时候并不能足量提供正备用,其所能提供的正备用需要打折,在目前的对机组组合的优化技术所使用的模型中并未考虑这一点,导致利用最终优化出来的机组组合进行发电时,不能满足当天的正备用需求,导致机组组合的发电不能灵活应对电力系统的意外情况,导致电网可靠性和稳定性低。


技术实现思路

1、本发明提供了一种机组组合的优化方法、装置及存储介质,以实现考虑新开煤机提供备用减扣对机组组合进行优化,以提高机组组合对正备用需求的响应能力,提高机组组合的合理性和电力系统的网络安全。

2、本发明提供了一种机组组合的优化方法,包括:

3、获取机组组合在不同时段的出力数据,根据机组组合在预设时段的出力数据,计算无网络安全约束机组组合,得到所述机组组合的第一开停状态信息;

4、根据所述第一开停状态信息,计算开机机组的备用减扣值;

5、根据所述备用减扣值,计算有网络安全约束机组组合,得到优化后的机组组合的第二开停状态信息;

6、利用所述第二开停状态信息对机组组合的开停状态进行调整。

7、进一步地,获取机组组合在不同时段的出力数据,根据机组组合在预设时段的出力数据,计算无网络安全约束机组组合,得到所述机组组合的第一开停状态信息,具体为:

8、根据机组组合在预设时段的出力数据,分别计算各机组在预设时段内的运行费用、启动费用和最小技术出力成本;所述机组组合包括若干台机组;

9、以最小化预设时段内的运行费用、启动费用和最小技术出力成本为目标,将第一系统负荷平衡约束、第一系统正备用容量约束、第一系统负备用容量约束、第一机组出力上下限约束和第一机组爬坡约束作为所述目标的约束,得到所述机组组合在所述目标下的第一开停状态信息。

10、进一步地,以最小化预设时段内的运行费用、启动费用和最小技术出力成本为目标,具体为:

11、建立无网络安全约束机组组合的第一目标函数,所述第一目标函数的表达式为:

12、

13、其中,n表示机组的总台数;t表示所考虑的总时段数;pi,t表示机组i在时段t的出力;

14、ci,t(pi,t)、和分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用和最小技术出力成本。

15、进一步地,第一系统负荷平衡约束,具体为:

16、对于每个时段,所述第一系统负荷平衡约束的表达式为:

17、

18、其中,pi,t表示机组i在时段t的出力,tj,t表示联络线j在时段t的计划功率,nt为联络线总数,dt为时段t的系统负荷。

19、进一步地,第一系统正备用容量约束,具体为:

20、所述第一系统正备用容量约束的表达式为:

21、

22、

23、

24、其中,pi,t表示机组i在时段t的出力,αi,t表示机组i在时段t的启停状态,αi,t=0表示机组停机,αi,t=1表示机组开机;为机组i在时段t的最大出力;为时段t的系统正备用容量值。

25、所述第一系统负备用容量约束,具体为:

26、所述第一系统负备用容量约束的表达式为:

27、

28、

29、

30、其中,pi,t表示机组i在时段t的出力,αi,t表示机组i在时段t的启停状态,αi,t=0表示机组停机,αi,t=1表示机组开机;为机组i在时段t的最小出力;为时段t的系统负备用容量值。

31、进一步地,第一机组出力上下限约束,具体为:

32、所述第一机组出力上下限约束的表达式为:

33、

34、其中,pi,t表示机组i在时段t的出力,αi,t表示机组i在时段t的启停状态,为机组i在时段t的最小出力,为机组i在时段t的最大出力。

35、所述第一机组爬坡约束,具体为:

36、所述第一机组爬坡约束的表达式为:

37、

38、

39、其中,δpiu为机组i最大上爬坡速率,δpid为机组i最大下爬坡速率。

40、进一步地,根据所述第一开停状态信息,计算开机机组的备用减扣值,具体为:

41、将各个新开煤机的额定容量与折扣系数相乘后,作为各个新开煤机的备用减扣值,将所有所述新开煤机的备用减扣值相加,得到开机机组的备用减扣值;

42、所述开机机组的备用减扣值的表达式为:

43、

44、其中,ptded为开机机组的备用减扣值,nu为新开煤机的总数,ε为折扣系数,pimax为新开煤机i的额定容量。

45、进一步地,根据所述备用减扣值,计算有网络安全约束机组组合,得到优化后的机组组合的第二开停状态信息,具体为:

46、建立无网络安全约束机组组合的第二目标函数,所述第二目标函数的表达式为:

47、

48、其中,n表示机组的总台数;t表示所考虑的总时段数;pi,t表示机组i在时段t的出力;ci,t(pi,t)、和分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用和最小技术出力成本m为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子;分别为线路l的正、反向潮流松弛变量;nl为线路总数;分别为断面s的正、反向潮流松弛变量;ns为断面总数;

49、将第二系统负荷平衡约束、第二系统正备用容量约束、第二系统负备用容量约束、第二机组出力上下限约束和第二机组爬坡约束作为所述第二目标函数的约束,得到所述机组组合在所述目标下的第二开停状态信息;

50、其中,所述第二系统负荷平衡约束与所述第一系统负荷平衡约束相同,所述第二机组出力上下限约束与所述第一机组出力上下限约束相同,所述第二机组爬坡约束与所述第一机组爬坡约束相同;

51、所述第二系统正备用容量约束的表达式为:

52、

53、

54、

55、其中,αi,t表示机组i在时段t的启停状态,αi,t=0表示机组停机,αi,t=1表示机组开机;为机组i在时段t的最大出力;为时段t的系统正备用容量值;ptded为开机机组的备用减扣值;

56、所述第二系统负备用容量约束的表达式为:

57、

58、

59、

60、其中,为机组i在时段t的最小出力;为时段t的系统负备用容量值。

61、作为优选方案,本发明利用无网络安全约束计算完成之后得到机组的机组组合,即机组的开停状态,统计开机机组的备用减扣值。将备用减扣值代入有网络安全约束机组组合计算,在原本的备用需求上加上备用减扣值,把机组组合的备用需求提高了,计算出来的机组组合能够满足考虑新开煤机备用减扣的正备用需求,不会引起实际指导机组开停时无法满足备用的情况。本发明实现考虑新开煤机提供备用减扣对机组组合进行优化,以提高机组组合对正备用需求的响应能力,提高机组组合的合理性和电力系统的网络安全。

62、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

63、相应地,本发明还提供一种机组组合的优化装置,包括:无网络安全约束机组组合模块、备用减扣计算模块、有网络安全约束机组组合模块和优化模块;

64、所述无网络安全约束机组组合模块用于获取机组组合在不同时段的出力数据,根据机组组合在预设时段的出力数据,计算无网络安全约束机组组合,得到所述机组组合的第一开停状态信息;

65、所述备用减扣计算模块用于根据所述第一开停状态信息,计算开机机组的备用减扣值;

66、所述有网络安全约束机组组合模块用于根据所述备用减扣值,计算有网络安全约束机组组合,得到优化后的机组组合的第二开停状态信息;

67、所述优化模块用于利用所述第二开停状态信息对机组组合的开停状态进行调整。

68、相应地,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如本
技术实现要素:
所述的一种机组组合的优化方法。


技术特征:

1.一种机组组合的优化方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述获取机组组合在不同时段的出力数据,根据机组组合在预设时段的出力数据,计算无网络安全约束机组组合,得到所述机组组合的第一开停状态信息,具体为:

3.如权利要求2所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述以最小化预设时段内的运行费用、启动费用和最小技术出力成本为目标,具体为:

4.如权利要求2所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述第一系统负荷平衡约束,具体为:

5.如权利要求2所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述第一系统正备用容量约束,具体为:

6.如权利要求2所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述第一机组出力上下限约束,具体为:

7.如权利要求1所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述根据所述第一开停状态信息,计算开机机组的备用减扣值,具体为:

8.如权利要求2所述的一种机组组合的优化方法,其特征在于,所述根据所述备用减扣值,计算有网络安全约束机组组合,得到优化后的机组组合的第二开停状态信息,具体为:

9.一种机组组合的优化装置,其特征在于,包括:无网络安全约束机组组合模块、备用减扣计算模块、有网络安全约束机组组合模块和优化模块;

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1至8中任意一项所述的一种机组组合的优化方法。


技术总结
本发明公开了一种机组组合的优化方法、装置及存储介质,属于电力调度自动化领域,方法包括:获取机组组合在不同时段的出力数据,根据机组组合在预设时段的出力数据,计算无网络安全约束机组组合,得到所述机组组合的第一开停状态信息;根据所述第一开停状态信息,计算开机机组的备用减扣值;根据所述备用减扣值,计算有网络安全约束机组组合,得到优化后的机组组合的第二开停状态信息;利用所述第二开停状态信息对机组组合的开停状态进行调整,以实现考虑新开煤机提供备用减扣对机组组合进行优化,以提高机组组合对正备用需求的响应能力,提高机组组合的合理性和电力系统的网络安全。

技术研发人员:陈中飞,赵越,蔡秋娜,梁梓均,张乔榆,余珏,于鹏,龚超,傅伟豪,周尚筹,卢君贤,陈扬
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司电力调度控制中心
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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