一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法及系统，方法包括：以使受电端机组的调整程度最小为优化目标，建立考虑受电端调峰需求的送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型；确定建立的混合优化模型的约束条件；根据确定的约束条件对建立的混合优化模型进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案。本发明专利技术通过建立的混合优化模型对送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的优化，让送电端和抽水蓄能电厂更大程度上参与受电端调峰，降低受电端机组的调整程度至最小值，提高了机组运行经济性，保证了电网在负荷迅速变化时期的频率安全。本发明专利技术可广泛应用于电力系统调度优化领域。

An optimization method and system for power transmission plan and pumped storage power generation plan

The invention discloses an optimization method and system for the power supply plan and the pumped storage energy generation plan. The method includes: to minimize the adjustment degree of the electric terminal unit as the optimization target, the hybrid optimization model of the power generation plan and the pumped storage power generation plan, considering the peak demand of the electric terminal, is set up, and the mixture of the set up is determined. The constraint conditions of the model are optimized, and the mixed optimization model is solved according to the determined constraints. The optimal scheme of the power generation plan and the pumped storage power generation plan is obtained. Through the optimization of the hybrid optimization model established by this invention, the power supply terminal and pumped storage power plant are optimized to a greater extent, and the adjustment degree of the electric terminal unit is reduced to the minimum value, the operation economy of the unit is improved and the power grid is loaded quickly. The frequency of the changing period is safe. The invention can be widely applied to the field of power system dispatching optimization.

【技术实现步骤摘要】
一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法及系统
本专利技术涉及电力系统调度优化领域，尤其是一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法及系统。
技术介绍
由于能源和负荷分布不均，远距离、大容量、超高压输电已成为我国电网的发展趋势，如南方电网、华中电网和华东电网等区域电网都已形成了大型交直流互联电网(即交直流异步联网)格局。合理的跨区域电网调度电计划，对发挥各区域电力资源和负荷的互补作用具有重大意义。以南方电网为例，广东电网负荷曲线在夏季呈现典型的三峰三谷特性，在冬季呈现典型的两峰两谷特性。随着经济的不断发展和产业结构的深化调整，广东省内社会用电负荷不断增加，第二产业用电比例不断降低，第三产业用电比例逐步上升，上述因素导致广东电网负荷的峰谷差不断增大，负荷升降幅度及速度在峰谷转换期间较大，特别是中午11:15-12:15的调峰阶段，负荷变化速率在12点左右达到最大。另外，由于广东省内装机中大部分为煤电机组(占比达到55％)，缺乏优质的调频机组；并且在进入10月后，广东总体负荷下降，西电比重维持较高水平，大量机组停备；进入检修高峰期后，检修断面大量增加，造成部分机组受限严重，进一步降低机组总体调节速率。这些因素导致广东省内机组快速调节出力能力的不足，广东电网的调峰与频率调控将面临更大挑战。与此同时，为响应国家清洁能源政策，南方电网已建成“八交九直”共17条西电东送大通道，西电在广东负荷中的占比大幅提高。由于西电的调节特性不同于传统发电机组，广东的电源特性也随西电占比的增大而有所改变，为广东电网的调峰带来新的问题。此外，抽水蓄能电厂作为电网中一种优质的调峰调频电厂，在南方电网中的装机容量不断上升。目前，南方电网内已投产的抽水蓄能机组有惠蓄(8×300MW)、清蓄(4×320MW)及广蓄(广蓄A：4×150MW，广蓄B：4×300MW)，前两者为总调直调机组，后者为广东中调直调机组。充分利用蓄能机组的快速调节能力，让其与电网中其他类型的机组联合运行，将大大缓解电网的调峰压力。在实际运行中，如果西电、抽水蓄能电厂的发电计划无法很好地匹配广东电网的负荷特性，将无法充分利用抽水蓄能机组的快速调节能力，容易造成广东省内机组的频繁调节与无序调节，出现反调峰现象，甚至会对南方电网主网的频率安全造成威胁。故如何根据广东负荷特性，在日前计划、日内滚动计划中协调西电、抽水蓄能电厂、广东省内发电机组计划是一个亟待解决的问题。综上所述，在跨区域电网调度中，亟需一种能根据受电端(如广东电网)的负荷特性对送电端(如西电)和抽水蓄能电厂的发电计划进行优化的方案，以让送电端和蓄能电厂更大程度上参与电网调峰，降低受电端机组的调整程度，避免受电端机组反调峰，保证电网在负荷迅速变化时期的频率安全和机组运行经济性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于：提供一种能提高机组运行经济性和保证电网的频率安全的送电计划与抽水储能发电计划优化方法及系统。本专利技术所采取的第一技术方案是：一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法，包括以下步骤：以使受电端机组的调整程度最小为优化目标，建立考虑受电端调峰需求的送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型；确定建立的混合优化模型的约束条件，所述建立的混合优化模型的约束条件包括抽水蓄能电厂约束、送电端发电计划约束、受电端机组约束和受电端电力平衡约束；根据确定的约束条件对建立的混合优化模型进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案。进一步，所述送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型的目标函数表达式为：其中，min为求最小值函数，T为日内的时间段集合，和为受电端机组分别在日内第i个和第i-1个时间段的发电计划，为日内受电端机组出力的平均值。进一步，所述抽水蓄能电厂约束包括抽水蓄能电厂状态约束、抽水蓄能电厂发电工况出力约束、抽水蓄能电厂总出力约束和抽水蓄能电厂水量约束，其中，抽水蓄能电厂状态约束是指抽水蓄能电厂在一天中的发电工况状态向量、停机工况状态向量和泵工况状态向量之和为1向量，抽水蓄能电厂发电工况出力约束是指抽水蓄能电厂发电工况出力在最小发电工况出力与最大发电工况出力之间，抽水蓄能电厂总出力约束是指抽水蓄能电厂在日内的发电计划与抽水蓄能电厂在发电工况、停机工况和泵工况下的出力之和间的关系式，抽水蓄能电厂水量约束是指抽水蓄能电厂在日内抽水工况下的抽水量与发电工况下的放水量间的关系式。进一步，所述送电端发电计划约束包括送电端电力约束、送电端调节速率约束和送电端电量约束，其中，送电端电力约束是指送电端出力在送电端出力的上限和下限之间，送电端调节速率约束是指送电端调节速率在送电端出力调节速率的上限和下限之间，送电端电量约束是指送电端日内送电量与送电端出力间的关系式。进一步，所述受电端机组约束包括受电端电力约束和受电端调节速率约束，所述受电端电力约束是指受电端机组的出力在受电端机组出力的上限和下限之间，所述受电端调节速率约束是指受电端发电机组出力调节速率在受电端出力调节速率的上限和下限之间。进一步，所述受电端电力平衡约束是指受电端负荷等于受电端机组出力、送电端出力及抽水蓄能机组出力之和。进一步，所述根据确定的约束条件对建立的混合优化模型进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案这一步骤，具体包括：对建立的混合优化模型的目标函数进行线性化，得到线性化后的目标函数；调用YALMIP工具的线性规划求解算法对线性化后的目标函数进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案。本专利技术所采取的第二技术方案是：一种送电计划与抽水储能发电计划优化系统，包括：建模模块，用于以使受电端机组的调整程度最小为优化目标，建立考虑受电端调峰需求的送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型；约束条件确定模块，用于确定建立的混合优化模型的约束条件，所述建立的混合优化模型的约束条件包括抽水蓄能电厂约束、送电端发电计划约束、受电端机组约束和受电端电力平衡约束；求解模块，用于根据确定的约束条件对建立的混合优化模型进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案。进一步，所述送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型的目标函数表达式为：其中，min为求最小值函数，T为日内的时间段集合，和为受电端机组分别在日内第i个和第i-1个时间段的发电计划，为日内受电端机组出力的平均值。本专利技术所采取的第三技术方案是：一种送电计划与抽水储能发电计划优化系统，包括：存储器，用于存放程序；处理器，用于加载所述程序以执行如第一技术方案所述的一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法及系统，以使受电端机组的调整程度最小为优化目标，建立了考虑受电端调峰需求的送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型，通过建立的混合优化模型对送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的优化，让送电端和抽水蓄能电厂更大程度上参与受电端调峰，降低受电端机组的调整程度至最小值，避免受电端机组因频繁调节与无序调节而出现反调峰的现象，提高了机组运行经济性，保证了电网在负荷迅速变化时期的频率安全。附图说明图1为本专利技术一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法的步骤流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法，其特征在于：包括以下步骤：以使受电端机组的调整程度最小为优化目标，建立考虑受电端调峰需求的送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型；确定建立的混合优化模型的约束条件，所述建立的混合优化模型的约束条件包括抽水蓄能电厂约束、送电端发电计划约束、受电端机组约束和受电端电力平衡约束；根据确定的约束条件对建立的混合优化模型进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案。

【技术特征摘要】
1.一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法，其特征在于：包括以下步骤：以使受电端机组的调整程度最小为优化目标，建立考虑受电端调峰需求的送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型；确定建立的混合优化模型的约束条件，所述建立的混合优化模型的约束条件包括抽水蓄能电厂约束、送电端发电计划约束、受电端机组约束和受电端电力平衡约束；根据确定的约束条件对建立的混合优化模型进行求解，得到最优的送电端发电计划与抽水储能发电计划优化方案。2.根据权利要求1所述的一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法，其特征在于：所述送电端发电计划和抽水蓄能电厂发电计划的混合优化模型的目标函数表达式为：其中，min为求最小值函数，T为日内的时间段集合，和为受电端机组分别在日内第i个和第i-1个时间段的发电计划，为日内受电端机组出力的平均值。3.根据权利要求1所述的一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法，其特征在于：所述抽水蓄能电厂约束包括抽水蓄能电厂状态约束、抽水蓄能电厂发电工况出力约束、抽水蓄能电厂总出力约束和抽水蓄能电厂水量约束，其中，抽水蓄能电厂状态约束是指抽水蓄能电厂在一天中的发电工况状态向量、停机工况状态向量和泵工况状态向量之和为1向量，抽水蓄能电厂发电工况出力约束是指抽水蓄能电厂发电工况出力在最小发电工况出力与最大发电工况出力之间，抽水蓄能电厂总出力约束是指抽水蓄能电厂在日内的发电计划与抽水蓄能电厂在发电工况、停机工况和泵工况下的出力之和间的关系式，抽水蓄能电厂水量约束是指抽水蓄能电厂在日内抽水工况下的抽水量与发电工况下的放水量间的关系式。4.根据权利要求1所述的一种送电计划与抽水储能发电计划优化方法，其特征在于：所述送电端发电计划约束包括送电端电力约束、送电端调节速率约束和送电端电量约束，其中，送电端电力约束是指送电端出力在送电端出力的上限和下限之间，送电端调节速率约束是指送电端调节速率在送电端出力调节速率的上限和下限之间，送电端电量约束是指送电端日内送电量与送电端出力间的关系式。5.根据权利要求1所述的一种送电计划与抽水储能发...

【专利技术属性】
技术研发人员：单政博，陈亦平，候方迪，何剑军，张勇，侯君，辛阔，方必武，杜旭，李慧勇，陈静鹏，郑晓东，杨荣照，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44