一種多源機組發(fā)電成本曲線的生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生成方法，具體涉及一種多源機組發(fā)電成本曲線的生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著特高壓電網(wǎng)的建設(shè)和大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)的推進(jìn)，電力系統(tǒng)規(guī)模逐步擴大，發(fā)電裝 機和負(fù)荷水平迅速增長，加之大規(guī)?？稍偕茉吹慕尤?，電網(wǎng)運行和調(diào)度的復(fù)雜性急劇增 加。當(dāng)前我國電力調(diào)度機構(gòu)編制機組發(fā)電計劃方式，難以保證調(diào)度運行的安全性和經(jīng)濟性。 安全約束經(jīng)濟調(diào)度的目的是實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟運行，其基本原理是在機組啟停計劃 的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)總的成本最小為目標(biāo)，確定最優(yōu)的機組出力計劃，滿足機組出力上限/下 限、爬坡率/滑坡率、輸電設(shè)備輸送能力等約束。
[0003] 安全約束經(jīng)濟調(diào)度將機組出力分配與電網(wǎng)安全聯(lián)合優(yōu)化，是解決電網(wǎng)安全和多時 段發(fā)電計劃優(yōu)化的良好工具，近些年在日計劃編制和實時調(diào)度領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng) 用。然而，目前安全約束經(jīng)濟調(diào)度的優(yōu)化模型均是基于成本模式的，如電價、能耗、燃料費用 等，無法滿足我國發(fā)電計劃優(yōu)化的多模式應(yīng)用需求。
[0004]目前，我國的調(diào)度模式主要有三公調(diào)度、節(jié)能減排調(diào)度等。2015年3月，隨著中共 中央國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)[2015]9號文）的發(fā)布，新 一輪的電力市場化改革正式起步，我國的調(diào)度模式也將向市場化轉(zhuǎn)變。目前的各種調(diào)度模 式求解方式均是以相應(yīng)的成本函數(shù)為目標(biāo)進(jìn)行安全約束經(jīng)濟調(diào)度，研究能夠適應(yīng)各種調(diào)度 模式，統(tǒng)一協(xié)調(diào)多源機組發(fā)電成本能夠適應(yīng)三公調(diào)度、節(jié)能調(diào)度、電力市場等多種發(fā)電模式 的需要，為實現(xiàn)發(fā)電資源優(yōu)化配置、實現(xiàn)大電網(wǎng)安全約束、降低電網(wǎng)損耗、進(jìn)一步提高輸變 電資源提供了 一個新的解決途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種多源機組發(fā)電成本曲線的生成方 法，能夠有效實現(xiàn)火電機組的計劃用電目標(biāo)，使調(diào)節(jié)性能好的機組充分發(fā)揮調(diào)峰能力，保證 充分利用可再生能源。
[0006] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明提供一種多源機組發(fā)電成本曲線的生成方法，所述多源機組包括火電機 組、LNG機組、風(fēng)電機組和水電機組；所述生成方法包括以下步驟：
[0008] 步驟1 :獲取多源機組的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定多源機組的發(fā)電順序；
[0009] 步驟2 :生成火電機組的發(fā)電成本曲線；
[0010] 步驟3 :生成LNG機組的發(fā)電成本曲線；
[0011] 步驟4:生成風(fēng)電機組和水電機組的發(fā)電成本曲線；
[0012] 步驟5 :以多源機組的發(fā)電成本最小為目標(biāo)進(jìn)行安全約束經(jīng)濟調(diào)度。
[0013] 所述步驟1中，多源機組的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括火電機組開機最小脫油穩(wěn)燃出力、風(fēng)電 機組計劃出力、水電機組計劃出力、火電機組開機最小技術(shù)出力、LNG機組開機最小出力、 LNG機組開機最大出力、火電機組開機最大技術(shù)出力、水電機組最大技術(shù)出力以及以上各出 力對應(yīng)的發(fā)電成本。
[0014] 所述步驟1中，根據(jù)多源機組的運行因素確定多源機組的發(fā)電順序；
[0015] 所述多源機組的運行因素包括多源機組的運行特性、不同水文情況下的發(fā)電基本 序位和不同時段的發(fā)電基本序位；
[0016] 多源機組的運行特性包括火電機組按照負(fù)荷率運行、LNG機組按照調(diào)峰原則運行、 風(fēng)電機組按照計劃出力運行、有調(diào)節(jié)性能的水電機組按照調(diào)峰原則運行、無調(diào)節(jié)性能的水 電機組按照固定出力方式運行；
[0017] 不同水文情況包括豐水期和枯水期；不同時段包括高峰時段和低谷時段。
[0018] 所述步驟2具體包括以下步驟：
[0019] 步驟2-1 :計算火電機組的計劃出力，有：
[0020] 5：Pi,f〇ss=Pload-XPm,wind-^Pn.hydr'^Pr,fix ⑴
[0021] 其中，Plifciss表示第i臺火電機組的計劃出力，Pwd表示多源機組承擔(dān)的負(fù)荷， 表示第m臺風(fēng)電機組的預(yù)測出力，Pn,hyt表示第n臺水電機組的預(yù)測出力，Ptflx表示第r臺 多源機組的固定出力；
[0022] 步驟2-2 :計算火電機組計劃電量和負(fù)荷率，并按照負(fù)荷率大小對所有火電機組 進(jìn)行排序；具體有：
[0023]設(shè)第i臺火電機組計劃電量為Plijh，有：
[0024] Plijh= 5：Pi.foss^.max/^Pi.max ⑵
[0025] 其中，Plifciss表示第i臺火電機組的計劃出力，Pliniax表示第i臺火電機組的最大發(fā) 電量；
[0026] 第i臺火電機組的負(fù)荷率用Rlijh表示，有：
[0027] R1,jh=Plijh/P1,n1ax (3)
[0028] 步驟2-3 :計算第i臺火電機組在j時段的期望出力Puw，有：
[0029] PliJiqw=Pj.load^.jh/^Pl.foss (4)
[0030] 其中，PUciad表示多源機組在j時段承擔(dān)的負(fù)荷；
[0031] 步驟2-4 :生成火電機組的發(fā)電成本曲線；具體有：
[0032] 火電機組的出力點包括火電機組開機最小脫油穩(wěn)燃出力、火電機組開機最小技 術(shù)出力、火電機組開機正常最小出力、火電機組開機期望出力和火電機組開機最大技術(shù)出 力；
[0033] 1)火電機組在開機時段各個出力點對應(yīng)的發(fā)電成本如下：
[0034] 火電機組開機最小脫油穩(wěn)燃出力對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,fciss;
[0035] 火電機組開機最小技術(shù)出力對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,fc]SS+Flifc]SS;
[0036] 火電機組開機正常最小出力對應(yīng)的發(fā)電成本為 foss+Ff〇ss ?
[0037] 火電機組開機期望出力對應(yīng)的發(fā)電成本為
[0038] 火電機組開機最大技術(shù)出力對應(yīng)的發(fā)電成本為
[0039] 其中，F(xiàn)lifciss表示火電機組開機最小技術(shù)出力對應(yīng)的發(fā)電成本與火電機組開機最 小脫油穩(wěn)燃出力對應(yīng)的成本之差，F(xiàn)fciss表示基于火電機組個數(shù)的成本值；
[0040]2)火電機組在停機時段的發(fā)電成本曲線僅有一段，即火電機組出力為0時對應(yīng)的 發(fā)電成本SF_ifciss;
[0041] 3)火電機組在固定出力時段的發(fā)電成本曲線分為兩段，即火電機組出力為0時的 成本為F_,fciss，固定出力對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,fC]SS;
[0042] 其中，F(xiàn)_,fc]S^示火電機組出力對應(yīng)的最大成本。
[0043] 所述步驟3包括以下步驟：
[0044] 步驟3-1 :生成LNG機組低谷時段發(fā)電成本曲線，具體有：
[0045] LNG機組低谷時段發(fā)電成本曲線分成兩段，即LNG機組開機出力為0時對應(yīng)的發(fā)電 成本為FMng，LNG機組開機最小出力對應(yīng)的發(fā)電成本為F_ilng，保證在負(fù)荷低谷時段，需要 LNG機組開機時按LNG機組開機最小出力發(fā)電；
[0046] 步驟3-2 :生成LNG機組高峰時段發(fā)電成本曲線，具體有：
[0047]LNG機組高峰時段發(fā)電成本曲線分成兩段，S卩LNG機組開機最小出力的發(fā)電成本 為F_ilng，LNG機組開機最大出力對應(yīng)的發(fā)電成本為F_ilng，保證在負(fù)荷高峰時段，需要LNG 機組開機時按照LNG機組開機最大出力發(fā)電；
[0048] 步驟3-3:生成LNG機組固定時段發(fā)電成本曲線，
[0049] LNG機組固定時段發(fā)電成本曲線分成兩段，即LNG機組開機出力為0時對應(yīng)的發(fā)電 成本為FMng，LNG機組固定出力對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,flx,lng。
[0050] 所述步驟4包括以下步驟：
[0051] 步驟4-1 :生成風(fēng)電機組的發(fā)電成本曲線，具體有：
[0052] 根據(jù)風(fēng)電機組預(yù)測出力，將風(fēng)電機組的發(fā)電成本曲線分為以下三段：
[0053]1)風(fēng)電機組的出力為0時，對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,wind;
[0054]2)風(fēng)電機組以預(yù)測出力發(fā)電時，對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,wind+F2,wind;
[0055] 3)風(fēng)電機組以最大出力發(fā)電時，對應(yīng)的發(fā)電成本SF_.wind;
[0056] 其中，F(xiàn)2,wind表示風(fēng)電機組以預(yù)測出力發(fā)電時對應(yīng)的發(fā)電成本與風(fēng)電機組的出力 為0時對應(yīng)的發(fā)電成本之差；
[0057] 步驟4-2 :生成水電機組的發(fā)電成本曲線，具體有：
[0058] 根據(jù)水電機組預(yù)測出力，將水電機組的發(fā)電成本曲線分為以下三段：
[0059] 1)水電機組的出力為0時，對應(yīng)的發(fā)電成本為F_,hydr;
[0060] 2)水電機組以計劃出力發(fā)電時，對應(yīng)的發(fā)電成本SF_, hydr+F2,hydr，
[0061] 3)水電機組以最大出力發(fā)電時，對應(yīng)的發(fā)電成本
[0062] 其中，F(xiàn)2,hydr表示水電機組以計劃出力發(fā)電時對應(yīng)的發(fā)電成本與水電機組的出力 為0時對應(yīng)的發(fā)電成本之差；
[0063] 所述步驟5具體包括以下步驟：
[0064] 步驟5-1 :設(shè)多源機組的發(fā)電成本用F表示，以多源機組的發(fā)電成本最小為目標(biāo)進(jìn) 行安全約束經(jīng)濟調(diào)度，于是目標(biāo)函數(shù)如下：
[0065]
('3 )：
[0066] 其中，Nr表示多源機組臺數(shù)，r= 1，2,…，Nr;N.j表示時段數(shù)目，j= 1，2,…，N.j; Pjj)表示第r臺多源機組在j時段的出力值，F(xiàn)Jh(j)，j)表示第r臺多源機組在j時段 的發(fā)電成本；
[0067] 步驟5-2 :確定目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)的約束條件，所述約束條件包括功率平衡約束、支路 傳輸功率約束、斷面?zhèn)鬏敼β始s束、多源機組限值約束和多源機組爬坡約束；
[0068] 1)功率平衡約束表示為：
[0069] r=i
[0070] 其中，PUciad表示多源機組在j時段承擔(dān)的負(fù)荷；
[0071] 2)支路傳輸功率約束表示為：