基于多場(chǎng)景新能源發(fā)電模擬的日運(yùn)行方式安排和調(diào)峰方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)機(jī)組組合問題領(lǐng)域，具體涉及一種基于多場(chǎng)景新能源發(fā)電模 擬的日運(yùn)行方式安排和調(diào)峰方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 長期以來，電力系統(tǒng)對(duì)于電源投資方案通常只關(guān)注于經(jīng)濟(jì)性方面和可行性方面的 研究與校驗(yàn)，而對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，調(diào)峰問題關(guān)注甚少。隨著化石能源的逐步枯竭，全 球能源危機(jī)的到來，現(xiàn)代電力系統(tǒng)愈發(fā)關(guān)注風(fēng)能、太陽能等可再生新能源的發(fā)展。隨著大規(guī) 模新能源的引入，由于風(fēng)能、太陽能等新能源出力的間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，使得其對(duì)電 力系統(tǒng)的調(diào)峰問題和安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了極大的影響。電力系統(tǒng)中的調(diào)峰問題日益突出， 必需以日運(yùn)行方式的分析來研究電源結(jié)構(gòu)的合理性，并對(duì)系統(tǒng)中的電源投資方案進(jìn)行日運(yùn) 行方式安排的校驗(yàn)。否則電源投資方案即使?jié)M足了經(jīng)濟(jì)性，但在系統(tǒng)極端運(yùn)行條件下將出 現(xiàn)調(diào)峰問題，無法安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003] 電力設(shè)計(jì)單位現(xiàn)有的對(duì)于典型日運(yùn)行方式安排采用的是電力電量平衡法，其為規(guī) 劃設(shè)計(jì)工作作出了重要的貢獻(xiàn)。但該方法計(jì)算量較大，同時(shí)在處理給定電量的發(fā)電機(jī)組 (如水電機(jī)組、抽水蓄能機(jī)組時(shí)）不夠靈活與直觀，不能很容易地找到機(jī)組的最佳運(yùn)行位 置，同時(shí)存在可能沒有充分利用可用的水能資源的情況，造成資源浪費(fèi)的情況。此外，一些 機(jī)組組合問題中常用的經(jīng)濟(jì)性調(diào)度安排算法由于單純從系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，將系 統(tǒng)的某些約束設(shè)定的過于嚴(yán)格和理想化，導(dǎo)致過多的電源投資方案無法通過，可能出現(xiàn)經(jīng) 過電源投資決策、隨機(jī)生產(chǎn)模擬以及檢修模塊反復(fù)迭代后剩余的電源投資方案均無法通過 日運(yùn)行校驗(yàn)的情況。因而作為改進(jìn)，本發(fā)明基于多場(chǎng)景技術(shù)、等效電量函數(shù)法及啟發(fā)式算 法，解耦機(jī)組的啟停約束，提出一種確定性的生產(chǎn)模擬方法，最大程度上發(fā)掘系統(tǒng)的調(diào)峰潛 力，從而處理電力系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的各類機(jī)組的出力安排，同時(shí)對(duì)于多個(gè)不同情況的典型日?qǐng)?景進(jìn)行校驗(yàn)，可以基本涵蓋電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行情況，進(jìn)而更為合理有效地對(duì)多類型電源 投資決策以及檢修方案作出校驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)電力系統(tǒng)缺少對(duì)于電源投資決策方案進(jìn)行調(diào)峰問題及運(yùn) 行方式的可靠校驗(yàn)的現(xiàn)狀，同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有的日運(yùn)行方式校驗(yàn)方法的不足，引入等效電量函 數(shù)法及啟發(fā)式算法的思想，重點(diǎn)考察各個(gè)典型日?qǐng)鼍跋码娏ο到y(tǒng)中存在的調(diào)峰問題，提供 了一種基于多場(chǎng)景新能源發(fā)電模擬的日運(yùn)行方式安排和調(diào)峰方法，其具有較好的魯棒性且 適用于多類型電源投資決策校驗(yàn)。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] 基于多場(chǎng)景新能源發(fā)電模擬的日運(yùn)行方式安排和調(diào)峰方法，包括以下步驟：
[0007] 1)接收系統(tǒng)電源情況、負(fù)荷信息，將時(shí)序負(fù)荷形成原始等效持續(xù)負(fù)荷曲線,并將風(fēng) 電及光伏出力運(yùn)用凈負(fù)荷修正法修改原始等效持續(xù)負(fù)荷曲線，進(jìn)而將修正后的等效持續(xù)負(fù) 荷曲線轉(zhuǎn)化為等效電量函數(shù)；
[0008] 2)考慮抽水蓄能機(jī)組抽水運(yùn)行功能的影響，修正等效電量函數(shù)，進(jìn)行負(fù)荷的削峰 填谷；
[0009] 3)利用等備用方法安排檢修容量，進(jìn)而得到系統(tǒng)各機(jī)組的檢修情況表，結(jié)合系統(tǒng) 電源情況和檢修計(jì)劃表得到能夠調(diào)度的各類機(jī)組的情況；
[0010] 4)依據(jù)步驟3)得到的能夠調(diào)度的各類機(jī)組的情況，將系統(tǒng)內(nèi)各火電廠按增量成 本排序，水電廠按利用小時(shí)數(shù)排序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用最低的目標(biāo)；
[0011] 5)依據(jù)步驟3)得到的能夠調(diào)度的各類機(jī)組的情況，計(jì)算系統(tǒng)的冷備用容量，并相 應(yīng)地安排各冷備用機(jī)組；
[0012] 6)根據(jù)機(jī)組的最小技術(shù)出力安排各火電廠的基荷容量，對(duì)于取整過程中基荷及峰 荷容量的偏差讓排序在第一，即峰荷煤耗最小的火電廠來擔(dān)任，從而保證系統(tǒng)的燃料費(fèi)用 最低；
[0013] 7)安排各類機(jī)組基荷及峰荷容量時(shí)，首先判斷系統(tǒng)基荷和火電基荷的大小，若火 電基荷之和大于系統(tǒng)基荷，則說明系統(tǒng)的調(diào)峰容量不足，不具備調(diào)峰的能力，此時(shí)采用相應(yīng) 的調(diào)峰手段來緩解系統(tǒng)的調(diào)峰壓力；若系統(tǒng)不存在調(diào)峰問題或經(jīng)調(diào)整后解決了調(diào)峰問題， 則依次安排基荷火電廠、基荷水電廠、峰荷水電廠、峰荷火電廠的運(yùn)行位置，反復(fù)試探，直至 水電的所有電量用盡，且系統(tǒng)的最大負(fù)荷及電量的要求均滿足；若負(fù)荷容量或電量不滿足， 則輸出缺額；當(dāng)負(fù)荷容量及電量均滿足要求，則進(jìn)行結(jié)果輸出，輸出各類所需的數(shù)據(jù)，進(jìn)行 結(jié)果分析。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：修正原始等效持續(xù)負(fù)荷曲線時(shí)：
[0015] 首先第一步是形成原始等效持續(xù)負(fù)荷曲線，將風(fēng)電及光伏出力視為負(fù)的負(fù)荷修正 原始等效持續(xù)負(fù)荷曲線，從而得到修正后的等效持續(xù)負(fù)荷曲線；之后將修正后的等效持續(xù) 負(fù)荷曲線轉(zhuǎn)化為等效電量函數(shù)。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：考慮抽水蓄能機(jī)組抽水運(yùn)行功能的影響時(shí)，加入抽水 蓄能機(jī)組后會(huì)對(duì)求得的等效電量函數(shù)產(chǎn)生影響，抽水蓄能機(jī)組抽水功能通過以下步驟實(shí) 現(xiàn)：
[0017] 設(shè)抽水蓄能容量為Cp，電量為Ep，抽水蓄能機(jī)組在負(fù)荷谷值開始依次向右移動(dòng)Cp 的距離，直到等效電量函數(shù)曲線上Cp長度對(duì)應(yīng)的高度為24h的矩陣和Cp長度對(duì)應(yīng)的曲線 之間的面積差為Ep位置，從而以此平移修改等效電量函數(shù)，得到抽水蓄能機(jī)組的運(yùn)行位置 和電量；在尋找等效電量函數(shù)曲線上Cp長度對(duì)應(yīng)的高度為24h的矩陣和Cp長度對(duì)應(yīng)的曲 線之間的面積差為Ep位置時(shí)，若Cp長度對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)在最小負(fù)荷處，則只需在等效負(fù)荷曲線 上上移補(bǔ)上一塊即可；若Cp長度對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)不在最小負(fù)荷處，則需要將負(fù)荷曲線右移一塊 且在其左邊補(bǔ)上空缺的一塊。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：用冒泡排序法將各火電廠按增量成本排序。
[0019]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：用冒泡排序法將水電廠按利用小時(shí)數(shù)排序。
[0020] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：安排冷備用容量時(shí)：
[0021] 按照火電裝機(jī)容量加水電裝機(jī)容量減去火電檢修容量和水電檢修容量再減去系 統(tǒng)最大負(fù)荷乘一加備用系數(shù)來得到系統(tǒng)的冷備用容量；為了充分地利用系統(tǒng)內(nèi)的水電資 源，在安排時(shí)不將水電機(jī)組作為冷備用，冷備用機(jī)組均由火電機(jī)組來擔(dān)任；安排火電機(jī)組 時(shí)，在滿足備用容量的約束條件下優(yōu)先讓發(fā)電成本高的火電機(jī)組作為冷備用機(jī)組；進(jìn)而在 可用容量的基礎(chǔ)上扣除水電機(jī)組和火電機(jī)組的冷備用容量得到系統(tǒng)的實(shí)際可用容量。
[0022] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：安排各類機(jī)組基荷及峰荷容量時(shí)：
[0023] 首先安排火電基荷容量，若系統(tǒng)基荷大于火電基荷，即不存在調(diào)峰問題則繼續(xù)安 排；若存在調(diào)峰問題，則采用相應(yīng)的調(diào)峰手段解決系統(tǒng)的調(diào)峰問題，進(jìn)而安排基荷水電機(jī)組 和峰荷機(jī)組；
[0024] 安排峰荷容量時(shí)，首先對(duì)水電峰荷機(jī)組的容量和電量進(jìn)行試探，若能夠?qū)⒍嗯_(tái)水 電機(jī)組等效為一臺(tái)等效水電機(jī)組，則將這些水電機(jī)組等效為一臺(tái)，并按照一臺(tái)水電機(jī)組的 安排原則來安排；若不能等效，即不存在交叉重疊，滿足單臺(tái)水電機(jī)組的安排原則，則按單 臺(tái)水電機(jī)組來安排；若安排至某一臺(tái)水電機(jī)組，此時(shí)安排后的峰值時(shí)刻的容量大于系統(tǒng)峰 荷，且電量滿足負(fù)荷的要求，則安排完成，進(jìn)行結(jié)果輸出并進(jìn)行下一次典型日生產(chǎn)模擬；
[0025] 在水電峰荷機(jī)組全部安排完之前，每安排完一臺(tái)水電機(jī)組或者一臺(tái)等效水電機(jī) 組，都應(yīng)進(jìn)行以下判斷，若安排后系統(tǒng)已安排的容量小于最大負(fù)荷，或系統(tǒng)電量不滿足負(fù)荷 電量，則還需安排峰荷火電機(jī)組海次按照火電機(jī)組的排序安排一臺(tái)峰荷火電廠，若安排完 成后火電機(jī)組仍有剩余，旋轉(zhuǎn)備用容量沒有用盡，且