本發(fā)明涉及電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，特別涉及一種日啟停燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方法。

技術(shù)背景

近年來，我國(guó)電網(wǎng)負(fù)荷及其峰谷差快速增加，系統(tǒng)調(diào)峰壓力不斷加大，尤其東中部以火電為主的電網(wǎng)，調(diào)峰問題更為突出，而且受特高壓直流電力大規(guī)模饋入影響，大量煤電機(jī)組被迫進(jìn)行深度調(diào)停乃至完全調(diào)停，進(jìn)一步加大了電網(wǎng)調(diào)峰壓力。因此，如何高效發(fā)揮優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源能力已成為緩解大比重火電電網(wǎng)調(diào)峰困難的重要措施。

燃?xì)鈾C(jī)組具有能源轉(zhuǎn)換效率高、污染物排放少、啟停迅速、運(yùn)行靈活等特點(diǎn)，是非常重要的優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源。近年來，為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減輕電網(wǎng)調(diào)峰壓力，電網(wǎng)中氣電裝機(jī)規(guī)模不斷增大。然而，由于天然氣供應(yīng)不足、發(fā)電成本過高等原因，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組多以調(diào)峰調(diào)頻為主，采用晝開夜停的日啟停兩班制運(yùn)行方式，即在負(fù)荷高峰前一小時(shí)開機(jī)并快速增加出力，之后按固定出力運(yùn)行，并在負(fù)荷水平大幅下降時(shí)調(diào)減出力或停機(jī)。這種運(yùn)行方式可以有效削減電網(wǎng)峰谷差，但對(duì)負(fù)荷水平變化波動(dòng)并不敏感，對(duì)局部負(fù)荷“毛刺”很難進(jìn)行調(diào)節(jié)，壓縮了機(jī)組的調(diào)峰空間；而且，受燃?xì)怆娬救针娏肯拗?，網(wǎng)內(nèi)燃?xì)鈾C(jī)組高峰時(shí)段同時(shí)開機(jī)的方式一般難以顧及晚間負(fù)荷高峰，可能導(dǎo)致晚間余荷水平過高，不利于安排后續(xù)電源發(fā)電計(jì)劃，亟需更加合理高效的燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方法以充分發(fā)揮這類優(yōu)質(zhì)電源調(diào)峰水平，應(yīng)對(duì)不斷增加的調(diào)峰困難。

本發(fā)明依托國(guó)家自然科學(xué)基金重大計(jì)劃重點(diǎn)支持項(xiàng)目(91547201)、國(guó)家自然科學(xué)基金委重大國(guó)際合作(51210014)、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51579029)，以浙江電網(wǎng)燃?xì)鈾C(jī)組工程為工程背景，提出一種日啟停燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方法，有效解決了燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行問題，能夠釋放燃?xì)鈾C(jī)組在高峰負(fù)荷時(shí)段的調(diào)峰空間，有效提高對(duì)電網(wǎng)高峰負(fù)荷的跟蹤響應(yīng)能力。本發(fā)明成果前瞻電網(wǎng)未來發(fā)展，對(duì)氣電裝機(jī)比重大的廣東、江蘇、上海、浙江等電網(wǎng)燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰調(diào)度具有重要的借鑒價(jià)值，為緩解我國(guó)東中部電網(wǎng)巨大調(diào)峰壓力提供了一種有效的技術(shù)手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種日啟停燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方法，可兼顧電網(wǎng)調(diào)峰需求與燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)行限制，充分發(fā)揮燃?xì)鈾C(jī)組啟停迅速、運(yùn)行靈活的特點(diǎn)，獲得可行的日啟停燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃，有效緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。

一種日啟停燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方法，其特征包括以下步驟：

1)計(jì)算機(jī)組出力時(shí)長(zhǎng)范圍；獲取約束條件，所述的約束條件包括機(jī)組的日發(fā)電量約束、出力上下限約束，以及最小開機(jī)持續(xù)時(shí)間約束，并根據(jù)機(jī)組的日發(fā)電量約束、出力上下限約束，以及最小開機(jī)持續(xù)時(shí)間約束，計(jì)算機(jī)組當(dāng)日所有可行的出力時(shí)長(zhǎng)：

{T_i,1,T_i,2,…,T_i,n},T_i,min≤T_i,n≤T_i,max；

式中：T_i,max、T_i,min為機(jī)組i在該日的最大最小運(yùn)行時(shí)間，T_i,n為機(jī)組在該日第n個(gè)可行的運(yùn)行時(shí)間；

2)確定機(jī)組最優(yōu)工作位置；以連續(xù)時(shí)段的平均負(fù)荷水平作為啟發(fā)信息，根據(jù)開機(jī)時(shí)長(zhǎng)集合{T_i,1,T_i,2,…,T_i,n}中的各元素與負(fù)荷曲線，搜索機(jī)組面臨負(fù)荷平均值最高的T_i,n個(gè)時(shí)段，得到機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段式中，為當(dāng)機(jī)組i的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為T_i,n時(shí)，機(jī)組在第時(shí)段至第時(shí)段發(fā)電可以最大限度削弱電網(wǎng)高峰負(fù)荷，該時(shí)段即為與出力時(shí)長(zhǎng)T_i,n對(duì)應(yīng)的最優(yōu)連續(xù)開機(jī)時(shí)段；

3)負(fù)荷過程截?。粚?duì)于機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合中的元素截取機(jī)組面臨負(fù)荷中相應(yīng)數(shù)據(jù)；

4)切負(fù)荷計(jì)算；以步驟3)中得到的負(fù)荷過程為啟發(fā)條件，以機(jī)組扣除啟停階段發(fā)電量后的計(jì)劃電量作為算法控制目標(biāo)，進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算；得到計(jì)算中間結(jié)果集其中不包含機(jī)組啟停階段；

5)電量控制；對(duì)計(jì)算中間結(jié)果集中的各元素計(jì)算其偏差電量，若偏差電量大于設(shè)定值時(shí)，則調(diào)整其控制電量返回步驟4)重新進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算，得到機(jī)組初步出力過程集合

6)啟停過程修正；對(duì)于機(jī)組初步出力過程集合中的每個(gè)元素，添加機(jī)組的啟停過程，并根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)啟停過程進(jìn)行修正，得到機(jī)組可行出力過程集合

7)機(jī)組出力過程選取；分別計(jì)算機(jī)組可行出力過程集合中各元素相應(yīng)的余留負(fù)荷過程均方差，并選取均方差最小的方案作為機(jī)組的發(fā)電運(yùn)行計(jì)劃。

本技術(shù)方案以計(jì)劃電量作為單機(jī)控制目標(biāo)，考慮出力上下限確定機(jī)組開機(jī)時(shí)長(zhǎng)范圍，并以負(fù)荷高低為啟發(fā)信息，搜索確定可行的連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合；考慮可調(diào)出力下限，采用改進(jìn)切負(fù)荷策略優(yōu)化確定每種開機(jī)方案的高峰出力過程，并以余荷均方差最小為準(zhǔn)則選擇最優(yōu)的開機(jī)運(yùn)行方案和機(jī)組發(fā)電計(jì)劃。兼顧電網(wǎng)調(diào)峰需求與燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)行限制，突破了以往燃?xì)鈾C(jī)組高峰時(shí)段固定出力的運(yùn)行方式，提高了對(duì)負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈活性與燃?xì)鈾C(jī)組對(duì)電網(wǎng)高峰負(fù)荷的跟蹤響應(yīng)能力，較實(shí)際發(fā)電計(jì)劃具有更好的調(diào)峰效果。可以充分釋放燃?xì)鈾C(jī)組在高峰負(fù)荷時(shí)段的調(diào)峰空間，有效提高對(duì)電網(wǎng)高峰負(fù)荷的跟蹤響應(yīng)能力，對(duì)氣電裝機(jī)比重大的廣東、江蘇、上海、浙江等電網(wǎng)燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰調(diào)度具有重要的借鑒價(jià)值。

進(jìn)一步的，a)機(jī)組日發(fā)電量約束為：

式中，P_i,t為機(jī)組i在t時(shí)段的出力；E_i為機(jī)組i的日計(jì)劃發(fā)電量；

b)機(jī)組出力上下限約束為：

式中為機(jī)組i在t時(shí)段的出力上限，P_i為機(jī)組i的最小技術(shù)出力；

c)機(jī)組最小開機(jī)持續(xù)時(shí)段約束為：

式中，t_gi為機(jī)組i的最小開機(jī)持續(xù)時(shí)段數(shù)；機(jī)組從啟動(dòng)至停機(jī)之間的時(shí)間應(yīng)不小于6h。

進(jìn)一步的，在步驟1)中，獲取約束條件還包括:

d)機(jī)組爬坡能力約束

|P_i,t-P_i,t-1|≤R_i

式中，R_i為機(jī)組i的最大爬坡能力；

e)機(jī)組最小持續(xù)時(shí)間約束

為防止出力波動(dòng)過于頻繁，本技術(shù)方案使用機(jī)組最小持續(xù)時(shí)間約束對(duì)機(jī)組在一輪出力升降過程中最高或最低點(diǎn)需維持的最小時(shí)段進(jìn)行控制。

(P_i,t-α-P_i,t-α-1)(P_i,t-P_i,t-1)≥0,α＝1,2,...,t_ei-1

式中，t_ei為機(jī)組i在一輪出力升降過程中最高或最低點(diǎn)需持續(xù)的最小時(shí)段數(shù)。

進(jìn)一步的，在步驟1)計(jì)算機(jī)組出力時(shí)長(zhǎng)范圍時(shí)，計(jì)算機(jī)組當(dāng)日所有可行的出力時(shí)長(zhǎng)不包含啟停階段；計(jì)算機(jī)組出力時(shí)長(zhǎng)的方式為：

T_i,max＝(E_i-E_i,open-E_i,close)/Max{P_i,0.75P_i}

T_i,min≤T_i,n≤T_i,max

式中，E_i,open與E_i,close分別為機(jī)組i啟動(dòng)和停機(jī)階段的的發(fā)電量；T_i,max、T_i,min為機(jī)組i在該日的最大最小運(yùn)行時(shí)間；t_gi為機(jī)組i的最小開機(jī)持續(xù)時(shí)段數(shù)；T_i,n為機(jī)組在該日第n個(gè)可行的運(yùn)行時(shí)間；Max{P_i,0.75P_i}為機(jī)組的運(yùn)行出力下限；

進(jìn)一步的，在步驟2)確定機(jī)組最優(yōu)工作計(jì)劃時(shí)，為使燃?xì)鈾C(jī)組盡量在負(fù)荷水平較高的時(shí)段開機(jī)發(fā)電，在確定機(jī)組最優(yōu)工作位置時(shí)，將連續(xù)時(shí)段的平均負(fù)荷水平作為啟發(fā)信息，根據(jù)開機(jī)時(shí)長(zhǎng)T_i,n與負(fù)荷曲線，搜索機(jī)組面臨負(fù)荷平均值最高的T_i,n個(gè)時(shí)段，作為機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段，見下式：

式中，為運(yùn)行時(shí)間為T_i,n的情況下，機(jī)組i完成啟動(dòng)后開始進(jìn)行調(diào)峰發(fā)電的時(shí)間，即與運(yùn)行時(shí)間T_i,n對(duì)應(yīng)的最優(yōu)工作位置。

通過以上步驟，即可得到機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合，如下式所示：

式中，意為當(dāng)機(jī)組i的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為T_i,n時(shí)，機(jī)組在第時(shí)段至第時(shí)段發(fā)電可以最大限度削弱電網(wǎng)高峰負(fù)荷，該時(shí)段即為與出力時(shí)長(zhǎng)T_i,n對(duì)應(yīng)的最優(yōu)連續(xù)開機(jī)時(shí)段。

進(jìn)一步的，在步驟3)切負(fù)荷計(jì)算中，在采用切負(fù)荷方法前，除確定負(fù)荷需求外，還需要計(jì)算機(jī)組的控制電量，即從給定的目標(biāo)電量中扣除啟停階段的發(fā)電量，見下式：

式中，E_i,open與E_i,close分別為機(jī)組i啟動(dòng)和停機(jī)階段的的發(fā)電量，E_i,control為機(jī)組控制電量，E_i,cal為切負(fù)荷計(jì)算電量；

以上述電量為控制目標(biāo)、截取得到的負(fù)荷過程為啟發(fā)條件，進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算，得到計(jì)算中間結(jié)果集

進(jìn)一步的，在步驟5)電量控制中；對(duì)計(jì)算中間結(jié)果集中的各元素計(jì)算其日發(fā)電量E_i,cal'，并與機(jī)組控制電量E_i,control進(jìn)行比較；對(duì)于電量偏差大于5％的控制，需對(duì)切負(fù)荷計(jì)算電量進(jìn)行修正，如下式所示，并重新進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算，直至滿足機(jī)組電量約束；

在保證機(jī)組出力過程可滿足機(jī)組電量約束后，可得機(jī)組i在開機(jī)時(shí)段為的情況下對(duì)應(yīng)的初步出力過程即得到機(jī)組初步出力過程集合

進(jìn)一步的，在步驟6)啟停過程修正中，包括以下步驟：

601)機(jī)組啟停階段出力過程模擬；根據(jù)初始出力過程，結(jié)合機(jī)組自身特性，使用下式對(duì)機(jī)組的熱態(tài)啟動(dòng)過程與停機(jī)過程進(jìn)行模擬，并與上文得到的初始出力過程進(jìn)行銜接確定機(jī)組日發(fā)電出力過程；

602)開機(jī)臨界情況修正；在修正機(jī)組開機(jī)階段出力過程時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下臨界情況：從調(diào)度期第一個(gè)時(shí)段開始至?xí)r段其所包含的時(shí)段小于機(jī)組開機(jī)所用時(shí)間即其處理方法為：判斷機(jī)組前一日末時(shí)段出力p_last，若p_last≠0，則采用式確定機(jī)組在計(jì)劃日內(nèi)前時(shí)段的出力，盡量使機(jī)組的相鄰日出力銜接過程滿足爬坡約束；

式中，為機(jī)組i在個(gè)時(shí)段間的出力波動(dòng)大小，計(jì)算方法見下式

若p_last＝0，則將機(jī)組在計(jì)劃日前個(gè)時(shí)段內(nèi)的出力置為0，并在該時(shí)間段內(nèi)按照安排機(jī)組開機(jī)過程，以保證機(jī)組正常啟動(dòng)；修正示意圖見圖4；

603)停機(jī)臨界過程修正；在修正機(jī)組停機(jī)階段出力過程時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下臨界情況：時(shí)段至調(diào)度期最后一個(gè)時(shí)段，余留時(shí)段小于機(jī)組停機(jī)所用時(shí)間即其處理方法為：計(jì)算機(jī)組從切負(fù)荷結(jié)果末時(shí)段至計(jì)劃日末時(shí)段共計(jì)時(shí)段內(nèi)持續(xù)出力所發(fā)電量E_i,continue，如下式所述；

將該電量與機(jī)組停機(jī)過程所發(fā)電量E_i,close比較，若E_i,continue＞E_i,close，則將該時(shí)間段內(nèi)的出力置為0，并在該時(shí)間段內(nèi)安排機(jī)組停機(jī)，保證機(jī)組正常關(guān)停；

若E_i,continue≤E_i,close，則采用下式確定機(jī)組在時(shí)段的出力；

有益效果：本技術(shù)方案兼顧電網(wǎng)調(diào)峰需求與燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)行限制，突破了以往燃?xì)鈾C(jī)組高峰時(shí)段固定出力的運(yùn)行方式，提高了對(duì)負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈活性與燃?xì)鈾C(jī)組對(duì)電網(wǎng)高峰負(fù)荷的跟蹤響應(yīng)能力，較實(shí)際發(fā)電計(jì)劃具有更好的調(diào)峰效果。可以充分釋放燃?xì)鈾C(jī)組在高峰負(fù)荷時(shí)段的調(diào)峰空間，有效提高對(duì)電網(wǎng)高峰負(fù)荷的跟蹤響應(yīng)能力，對(duì)氣電裝機(jī)比重大的廣東、江蘇、上海、浙江等電網(wǎng)燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰調(diào)度具有重要的借鑒價(jià)值。

附圖說明

圖1是負(fù)荷過程截取示意圖；

圖2是啟停過程修正示意圖；

圖3是開機(jī)過程臨界情況1處理示意圖；

圖4是開機(jī)過程臨界情況2處理示意圖；

圖5是停機(jī)過程臨界情況1處理示意圖；

圖6是停機(jī)過程臨界情況2處理示意圖；

圖7是冬季典型日燃?xì)鈾C(jī)組計(jì)算出力過程與實(shí)際出力過程比較圖；

圖8是夏季典型日燃?xì)鈾C(jī)組計(jì)算出力過程與實(shí)際出力過程比較圖；

圖9是冬季典型日典型機(jī)組及電廠出力過程對(duì)比圖；

圖10是冬季典型日典型機(jī)組及電廠出力過程對(duì)比圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

在我國(guó)電網(wǎng)負(fù)荷及其峰谷差快速增加、系統(tǒng)調(diào)峰壓力不斷加大、調(diào)峰問題突出的情況下，如何充分發(fā)揮燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰性能對(duì)緩解以火電為主電網(wǎng)的巨大調(diào)峰壓力尤為關(guān)鍵。針對(duì)當(dāng)前燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式對(duì)負(fù)荷水平變化波動(dòng)并不敏感、對(duì)局部負(fù)荷“毛刺”調(diào)節(jié)困難的問題，本發(fā)明揭示一種日啟停燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行方法，該方法以計(jì)劃電量作為單機(jī)控制目標(biāo)，考慮出力上下限確定機(jī)組開機(jī)時(shí)長(zhǎng)范圍，并以負(fù)荷高低為啟發(fā)信息，搜索確定可行的連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合；考慮可調(diào)出力下限，采用改進(jìn)切負(fù)荷策略優(yōu)化確定每種開機(jī)方案的高峰出力過程，并以余荷均方差最小為準(zhǔn)則選擇最優(yōu)的開機(jī)運(yùn)行方案和機(jī)組發(fā)電計(jì)劃。

本發(fā)明旨在根據(jù)電網(wǎng)日負(fù)荷需求和電站日控制電量，在已知燃?xì)鈾C(jī)組開停機(jī)方式的條件下，合理安排機(jī)組的日出力運(yùn)行過程，以有效調(diào)節(jié)負(fù)荷波動(dòng)，削減負(fù)荷峰谷差。為保證電網(wǎng)和電站的安全穩(wěn)定，機(jī)組運(yùn)行控制條件和需求如下：

(a)機(jī)組日發(fā)電量約束

式中，P_i,t為機(jī)組i在t時(shí)段的出力；E_i為機(jī)組i的日計(jì)劃發(fā)電量。

(b)機(jī)組出力出力上下限約束

式中為機(jī)組i在t時(shí)段的出力上限，P_i為機(jī)組i的最小技術(shù)出力。

(c)機(jī)組爬坡能力約束

|P_i,t-P_i,t-1|≤R_i

式中，R_i為機(jī)組i的最大爬坡能力。

(d)機(jī)組最小持續(xù)時(shí)間約束

為防止出力波動(dòng)過于頻繁，本技術(shù)方案使用機(jī)組最小持續(xù)時(shí)間約束對(duì)機(jī)組在一輪出力升降過程中最高或最低點(diǎn)需維持的最小時(shí)段進(jìn)行控制。

(P_i,t-α-P_i,t-α-1)(P_i,t-P_i,t-1)≥0,α＝1,2,...,t_ei-1

式中，t_ei為機(jī)組i在一輪出力升降過程中最高或最低點(diǎn)需持續(xù)的最小時(shí)段數(shù)。

(e)機(jī)組最小開機(jī)持續(xù)時(shí)段約束

為防止燃?xì)鈾C(jī)組的單次開機(jī)運(yùn)行時(shí)間過短，減少機(jī)組壽命，增加電廠發(fā)電成本，本技術(shù)方案使用該約束對(duì)機(jī)組的最小運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行控制。一般而言，機(jī)組從啟動(dòng)至停機(jī)之間的時(shí)間應(yīng)不小于6h。

式中，t_gi為機(jī)組i的最小開機(jī)持續(xù)時(shí)段數(shù)。

本發(fā)明使用混合啟發(fā)搜索策略，根據(jù)約束(a)、(b)、(e)，對(duì)機(jī)組可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合進(jìn)行搜索，使機(jī)組盡可能運(yùn)行在高負(fù)荷時(shí)段，充分發(fā)揮機(jī)組調(diào)峰作用。該部分分兩步完成，如下所述。

第一步：計(jì)算機(jī)組出力時(shí)長(zhǎng)范圍。根據(jù)機(jī)組的日發(fā)電量約束、出力上下限約束，以及最小開機(jī)持續(xù)時(shí)間約束，計(jì)算機(jī)組當(dāng)日所有可行的出力時(shí)長(zhǎng)(不包含啟停階段)；如下式所示。

T_i,max＝(E_i-E_i,open-E_i,close)/Max{P_i,0.75P_i}

T_i,min≤T_i,n≤T_i,max

式中，E_i,open與E_i,close分別為機(jī)組i啟動(dòng)和停機(jī)階段的的發(fā)電量；T_i,max、T_i,min為機(jī)組i在該日的最大最小運(yùn)行時(shí)間；t_gi為機(jī)組i的最小開機(jī)持續(xù)時(shí)段數(shù)；T_i,n為機(jī)組在該日第n個(gè)可行的運(yùn)行時(shí)間；Max{P_i,0.75P_i}為機(jī)組的運(yùn)行出力下限。

第二步：確定機(jī)組最優(yōu)工作計(jì)劃。為使燃?xì)鈾C(jī)組盡量在負(fù)荷水平較高的時(shí)段開機(jī)發(fā)電，在確定機(jī)組最優(yōu)工作位置時(shí)，將連續(xù)時(shí)段的平均負(fù)荷水平作為啟發(fā)信息，根據(jù)開機(jī)時(shí)長(zhǎng)T_i,n與負(fù)荷曲線，搜索機(jī)組面臨負(fù)荷平均值最高的T_i,n個(gè)時(shí)段，作為機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段，見下式：

式中，為運(yùn)行時(shí)間為T_i,n的情況下，機(jī)組i完成啟動(dòng)后開始進(jìn)行調(diào)峰發(fā)電的時(shí)間，即與運(yùn)行時(shí)間T_i,n對(duì)應(yīng)的最優(yōu)工作位置。

通過以上步驟，即可得到機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合，如下式所示。

式中，意為當(dāng)機(jī)組i的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為T_i,n時(shí)，機(jī)組在第時(shí)段至第時(shí)段發(fā)電可以最大限度削弱電網(wǎng)高峰負(fù)荷，該時(shí)段即為與出力時(shí)長(zhǎng)T_i,n對(duì)應(yīng)的最優(yōu)連續(xù)開機(jī)時(shí)段。

本發(fā)明引入切負(fù)荷策略策略，根據(jù)約束(a)～(d)，對(duì)機(jī)組出力過程進(jìn)行計(jì)算，在優(yōu)化機(jī)組出力的同時(shí)兼顧了機(jī)組運(yùn)行出力波動(dòng)約束和調(diào)峰深度等復(fù)雜控制要求。該部分主要分為兩步，其過程如下：

第一步：負(fù)荷過程截取。對(duì)于機(jī)組i的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合中的元素截取機(jī)組面臨負(fù)荷中相應(yīng)數(shù)據(jù)，作為切負(fù)荷算法的輸入條件，如圖1所示。通過該步驟，可以避免其他非開機(jī)時(shí)段參與切負(fù)荷計(jì)算，確保了結(jié)果的合理性。

第二步：切負(fù)荷計(jì)算。該步驟使用切負(fù)荷算法，對(duì)燃?xì)鈾C(jī)組可行出力過程(不含啟停階段)進(jìn)行計(jì)算。該步驟分為兩個(gè)子步驟，如下所述：

(a)在采用切負(fù)荷方法前，除確定負(fù)荷需求外，還需要計(jì)算機(jī)組的控制電量，即從給定的目標(biāo)電量中扣除啟停階段的發(fā)電量，見下式：

式中，E_i,open與E_i,close分別為機(jī)組i啟動(dòng)和停機(jī)階段的的發(fā)電量，E_i,control為機(jī)組控制電量，E_i,cal為切負(fù)荷計(jì)算電量。

以上述電量為控制目標(biāo)、截取得到的負(fù)荷過程為啟發(fā)條件，進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算，得到計(jì)算中間結(jié)果集

(b)電量控制。對(duì)計(jì)算中間結(jié)果集中的各元素計(jì)算其日發(fā)電量E_i,cal'，并與機(jī)組控制電量E_i,control進(jìn)行比較。對(duì)于電量偏差大于5％的控制，需對(duì)切負(fù)荷計(jì)算電量進(jìn)行修正，如下式所示，并重新進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算，直至滿足機(jī)組電量約束。

在保證機(jī)組出力過程可滿足機(jī)組電量約束后，可得機(jī)組i在開機(jī)時(shí)段為的情況下對(duì)應(yīng)的初步出力過程即得到機(jī)組初步出力過程集合

對(duì)于機(jī)組初步出力過程集合，本發(fā)明根據(jù)約束(a)～(d)，對(duì)機(jī)組機(jī)組啟停過程進(jìn)行修正，以得到計(jì)劃日機(jī)組可行出力過程集合該部分主要分為三步，其過程如下：

第一步：機(jī)組啟停階段出力過程模擬。根據(jù)初始出力過程，結(jié)合機(jī)組自身特性，使用下式對(duì)機(jī)組的熱態(tài)啟動(dòng)過程與停機(jī)過程進(jìn)行模擬，并與上文得到的初始出力過程進(jìn)行銜接確定機(jī)組日發(fā)電出力過程，如圖2所示。

第二步：開機(jī)臨界情況修正。在修正機(jī)組開機(jī)階段出力過程時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下臨界情況：從調(diào)度期第一個(gè)時(shí)段開始至?xí)r段其所包含的時(shí)段小于機(jī)組開機(jī)所用時(shí)間即其處理方法為：判斷機(jī)組前一日末時(shí)段出力p_last，若p_last≠0，則采用式確定機(jī)組在計(jì)劃日內(nèi)前時(shí)段的出力，盡量使機(jī)組的相鄰日出力銜接過程滿足爬坡約束，其修正示意圖見圖3。

式中，為機(jī)組i在個(gè)時(shí)段間的出力波動(dòng)大小，計(jì)算方法見下式

若p_last＝0，則將機(jī)組在計(jì)劃日前個(gè)時(shí)段內(nèi)的出力置為0，并在該時(shí)間段內(nèi)按照安排機(jī)組開機(jī)過程，以保證機(jī)組正常啟動(dòng)。修正示意圖見圖4。

第三步：停機(jī)臨界過程修正。在修正機(jī)組停機(jī)階段出力過程時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下臨界情況：時(shí)段至調(diào)度期最后一個(gè)時(shí)段，余留時(shí)段小于機(jī)組停機(jī)所用時(shí)間即其處理方法為：計(jì)算機(jī)組從切負(fù)荷結(jié)果末時(shí)段至計(jì)劃日末時(shí)段共計(jì)時(shí)段內(nèi)持續(xù)出力所發(fā)電量E_i,continue，如下式所述。

將該電量與機(jī)組停機(jī)過程所發(fā)電量E_i,close比較，若E_i,continue＞E_i,close，則將該時(shí)間段內(nèi)的出力置為0，并在該時(shí)間段內(nèi)按照式(16)安排機(jī)組停機(jī)，保證機(jī)組正常關(guān)停；其修正示意圖見圖5。

若E_i,continue≤E_i,close，則采用下式確定機(jī)組在時(shí)段的出力。其修正示意圖見圖6。

根據(jù)上述思想，按照下述步驟(1)-(7)即可獲得可行的機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃：

(1)計(jì)算機(jī)組出力時(shí)長(zhǎng)范圍。根據(jù)機(jī)組的日發(fā)電量約束、出力上下限約束，以及最小開機(jī)持續(xù)時(shí)間約束，計(jì)算機(jī)組當(dāng)日所有可行的出力時(shí)長(zhǎng)(不包含啟停階段){T_i,1,T_i,2,…,T_i,n},T_i,min≤T_i,n≤T_i,max；

(2)確定機(jī)組最優(yōu)工作位置。以連續(xù)時(shí)段的平均負(fù)荷水平作為啟發(fā)信息，根據(jù)開機(jī)時(shí)長(zhǎng)集合{T_i,1,T_i,2,…,T_i,n}中的各元素與負(fù)荷曲線，搜索機(jī)組面臨負(fù)荷平均值最高的T_i,n個(gè)時(shí)段，得到機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段

(3)負(fù)荷過程截取。對(duì)于機(jī)組的可行連續(xù)開機(jī)時(shí)段集合中的元素截取機(jī)組面臨負(fù)荷中相應(yīng)數(shù)據(jù)；

(4)切負(fù)荷計(jì)算。以步驟(3)中得到的負(fù)荷過程為啟發(fā)條件，以機(jī)組扣除啟停階段發(fā)電量后的計(jì)劃電量作為算法控制目標(biāo)，進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算。得到計(jì)算中間結(jié)果集(不包含機(jī)組啟停階段)。

(5)電量控制。對(duì)計(jì)算中間結(jié)果集中的各元素計(jì)算其偏差電量，若偏差電量大于5％，則調(diào)整其控制電量返回步驟(4)重新進(jìn)行切負(fù)荷計(jì)算，得到機(jī)組初步出力過程集合

(6)啟停過程修正。對(duì)于機(jī)組初步出力過程集合中的每個(gè)元素，添加機(jī)組的啟停過程，并根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)啟停過程進(jìn)行修正，得到機(jī)組可行出力過程集合

(7)機(jī)組出力過程選取。分別計(jì)算機(jī)組可行出力過程集合中各元素相應(yīng)的余留負(fù)荷過程均方差，并選取均方差最小的方案作為機(jī)組的發(fā)電運(yùn)行計(jì)劃。

現(xiàn)以浙江省燃?xì)鈾C(jī)組日前計(jì)劃制作為例，分別從冬、夏兩季各選一個(gè)典型日，提取對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)負(fù)荷及機(jī)組電量、開機(jī)機(jī)組等數(shù)據(jù)作為計(jì)算輸入條件，對(duì)燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行求解，驗(yàn)證本發(fā)明所述方法在不同負(fù)荷需求下的調(diào)峰效果。圖7與圖8分別為冬夏典型日燃?xì)鈾C(jī)組計(jì)算出力過程與實(shí)際出力過程比較圖。圖9與圖10分別為冬夏典型日典型機(jī)組及電廠出力過程對(duì)比圖。表1、表2分別為冬夏典型日燃機(jī)機(jī)組調(diào)峰結(jié)果比較表。

本發(fā)明所述方法在兩個(gè)典型日中均有效調(diào)節(jié)了電網(wǎng)高峰負(fù)荷，減小了電網(wǎng)峰谷差率，提高了電網(wǎng)的日負(fù)荷率，調(diào)峰效果較實(shí)際計(jì)劃更為顯著：在電網(wǎng)峰谷差方面，本發(fā)明所述方法在顯著提升峰谷差削減比例的同時(shí)有效減小了電網(wǎng)余荷的峰谷差率，具有良好的調(diào)峰效果；在余荷負(fù)荷率方面，本發(fā)明所述方法使冬夏典型日剩余負(fù)荷的負(fù)荷率較原計(jì)劃增加了0.6％與1.8％的同時(shí)，分別使其最小負(fù)荷率提高了1.9％和3.2％，說明燃?xì)鈾C(jī)組在負(fù)荷低谷時(shí)期的出力減少，側(cè)面反映了其在高峰時(shí)段的調(diào)峰電量得到有效增加，調(diào)峰效果更好；在余荷均方差方面，本發(fā)明方法較電網(wǎng)實(shí)際方式的余荷標(biāo)準(zhǔn)差減少402MW(冬季)和523MW(夏季)，相應(yīng)減少幅度分別達(dá)到6.6％和17.5％，令電網(wǎng)余留負(fù)荷過程更加平穩(wěn)。此外，本發(fā)明計(jì)算結(jié)果突破了以往高峰時(shí)段固定出力的運(yùn)行方式，以夏季典型日為例，該日7～18時(shí)之間，本發(fā)明所得機(jī)組出力使余荷標(biāo)準(zhǔn)差減小了375MW，確實(shí)有效減少了局部負(fù)荷“毛刺”，發(fā)揮了燃?xì)鈾C(jī)組的負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)能力。

表1冬季典型日燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰結(jié)果比較

表2夏季典型日燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰結(jié)果比較

上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。