基于SCUC的中长期电量安全校核方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于SCUC的中长期电量安全校核方法、装置及系统，包括：获取各类优化数据，确定中长期电量安全校核的优化空间；根据电网实际运行条件建立安全约束机组组合模型；以研究范围内的电厂作为电量校核对象，建立电厂的电量平衡约束，优化目标设置为最小化电厂发电量与计划电量的偏差，获得中长期电量安全校核的优化模型；求解获得各时段的机组启停状态、有功出力、支路潮流以及电厂的电量偏差，获得中长期电量安全校核结论，并得到影响电量计划执行的阻塞断面潮流结果。本发明专利技术有助于量化分析中长期电量计划可能对电网运行带来的安全风险，提升电网中长期调度分析决策水平。

【技术实现步骤摘要】
基于SCUC的中长期电量安全校核方法、装置及系统
本专利技术属于电力系统调度自动化
，具体涉及一种基于SCUC的中长期电量安全校核方法、装置及系统。
技术介绍
中长期电量交易主要是指符合准入条件的发电企业、售电企业和电力用户等市场主体，通过自主协商、集中竞价、挂牌交易等市场化方式，开展的年、月等电量交易。随着我国电力市场化改革的不断推进，中长期交易品种逐渐增多，交易电量占比逐步提高，市场交易电量逐步替代年度计划电量，形成了计划电与市场电并存的格局。中长期的电量合同是一个物理合同，需要在电力调度中得到执行。电量交易规模的扩大对电网的安全运行提出了新的挑战，表现在以下几个方面：①中长期电量刚性执行要求越大，电网调度能够用于平衡和调整的电力电量空间越小，可能导致清洁能源消纳等无法保障，甚至导致无法满足电网最小开机方式要求，影响电网安全运行；②中长期电量难以精益化开展安全校核，刚性执行可能导致局部电网断面潮流重载，给电网造成安全风险；③中长期电网运行存在不确定性，中长期电量合同可能无法实际执行，调度存在违约风险。目前，中长期电量安全校核以人工经验为主，没有细化到电力和潮流分析层面，难以考虑电量计划对断面潮流的影响。基于人工经验的校核方式，难以分析各种中长期的电量合同，是否能够合理、安全地分配到每一天、每个小时。随着电网规模的不断扩大，电网结构和运行方式越来越复杂，电网的各种约束条件不断加强，传统相对粗放的中长期电量校核方式，已经不能满足要求，中长期安全校核应由经验校核向量化校核转变，以提高校核的准确性和规范性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种基于SCUC的中长期电量安全校核方法、装置及系统，将校核方式细化到电力和潮流层面，量化评估电量计划可能对电网运行带来的重载、越限等问题，实现对中长期电量计划可执行性的程序化判断。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种中长期电量安全校核方法，包括：获取需要开展中长期电量安全校核的区域范围、时间周期以及中长期电量安全校核的边界条件；获取中长期电量安全校核优化模型，所述中长期电量安全校核优化模型的约束条件包括：系统平衡约束、机组运行约束、电网安全约束和电厂的电量平衡约束，其优化目标为同时满足最小化发电成本和最小化电厂发电量与电量计划的偏差成本；求解所述中长期电量安全校核优化模型，计算出机组在调度周期内各时段的启停状态、有功出力、支路在调度周期内各时段的潮流；基于所述电厂的电量偏差计算结果，获得中长期电量安全校核结论，完成中长期电量安全校核。优选地，所述中长期电量安全校核的边界条件包括：时间周期内每天各小时的系统负荷和母线负荷需求，以及时间周期内检修计划、联络线计划、电厂电量计划和稳定限额数据。优选地，所述中长期电量安全校核优化模型的目标函数为：所述系统平衡约束约包括：系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；所述系统有功平衡等式约束的表达式为：所述系统旋转备用约束的表达式为：所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束、机组最小停机时间约束和机组爬坡速率约束；所述机组出力上下限约束的表达式为：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t所述机组最小开机时间约束的表达式为：所述机组最小停机时间约束的表达式为：所述机组爬坡速率约束的表达式为：-Δi≤Pi,t-Pi,t-1≤Δi所述电网安全约束的表达式为：所述电厂的电量平衡约束为：其中，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ci为机组i的运行成本，Si为机组i的开机成本，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，Δi为机组i每时段爬坡速率的最大值；和pij分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流；F为系统中参与电量安全校核的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本系数，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Ef为电厂f的计算周期电量计划，Mf为电厂f的计算周期电量正偏差，Nf为电厂f的计算周期电量负偏差。所述电厂电量平衡约束根据中长期电量安全校核要求，选择建模为电厂电量分月平衡，或者建模为电厂电量月度互济年度平衡，其中：当选择建模为电厂电量分月平衡时，则所述电厂的电量平衡约束为电厂电量分月平衡约束，其计算公式为：式中，Am为月份m的计算时段集合，Em,f为电厂f在月份m的电量计划，Mm,f为电厂f在月份m的电量正偏差，Nm,f为电厂f在月份m的电量负偏差；T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力；当选择建模为电厂电量月度互济年度平衡时，则所述电厂的电量平衡约束为电厂电量年度平衡约束，其计算公式为：式中，Ef为电厂f的年度电量计划，Mf为电厂f的年度电量正偏差，Nf为电厂f的年度电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力。优选地，所述基于所述电厂的电量偏差计算结果，获得中长期电量安全校核结论，具体为：如果电厂的电量偏差结果为零，则表示电量计划通过安全校核；如果电厂的电量偏差结果不为零，则表示电量计划未通过安全校核。优选地，所述求解所述中长期电量安全校核优化模型具体为：采用混合整数规划法求解所述中长期电量安全校核优化模型。第二方面，本专利技术提供了一种中长期电量安全校核装置，包括：第一获取模块，用于获取需要开展中长期电量安全校核的区域范围、时间周期以及中长期电量安全校核的边界条件；第二获取模块，用于中长期电量安全校核优化模型，所述中长期电量安全校核优化模型的约束条件包括：系统平衡约束、机组运行约束、电网安全约束和电厂的电量平衡约束，其优化目标为同时满足最小化发电成本和最小化电厂发电量与电量计划的偏差成本；求解模块，用于求解所述中长期电量安全校核优化模型，计算出机组在调度周期内各时段的启停状态、有功出力、支路在调度周期内各时段的潮流；校核模块，用于基于所述电厂的电量偏差计算结果，获得中长期电量安全校核结论，完成中长期电量安全校核。优选地，所述中长期电量安全校核优化模型的目标函数为：所述系统平衡约束约包括：系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；所述系统有功平衡等式约束的表达式为：所述系统旋转备用约束的表达式为：所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束、机组最小停机时间约束和机组爬坡速率约束；所述机组出力上下限约束的表达式为：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t所述机组最小开机时间约束的表达式为：所述机组最小停机时间约束的表达式为：所述机组爬坡速率约束的表达式为：-Δi≤Pi,t-Pi,t-1≤Δi所述电网安全约束的表达式为：所述电厂的电量平衡约束为：其中，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中长期电量安全校核方法，其特征在于，包括：获取需要开展中长期电量安全校核的区域范围、时间周期以及中长期电量安全校核的边界条件；获取中长期电量安全校核优化模型，所述中长期电量安全校核优化模型的约束条件包括：系统平衡约束、机组运行约束、电网安全约束和电厂的电量平衡约束，其优化目标为同时满足最小化发电成本和最小化电厂发电量与电量计划的偏差成本；求解所述中长期电量安全校核优化模型，计算出机组在调度周期内各时段的启停状态、有功出力、支路在调度周期内各时段的潮流以及电厂的电量偏差；基于所述电厂的电量偏差计算结果，获得中长期电量安全校核结论，完成中长期电量安全校核。

【技术特征摘要】
1.一种中长期电量安全校核方法，其特征在于，包括：获取需要开展中长期电量安全校核的区域范围、时间周期以及中长期电量安全校核的边界条件；获取中长期电量安全校核优化模型，所述中长期电量安全校核优化模型的约束条件包括：系统平衡约束、机组运行约束、电网安全约束和电厂的电量平衡约束，其优化目标为同时满足最小化发电成本和最小化电厂发电量与电量计划的偏差成本；求解所述中长期电量安全校核优化模型，计算出机组在调度周期内各时段的启停状态、有功出力、支路在调度周期内各时段的潮流以及电厂的电量偏差；基于所述电厂的电量偏差计算结果，获得中长期电量安全校核结论，完成中长期电量安全校核。2.根据权利要求1所述的一种中长期电量安全校核方法，其特征在于：所述中长期电量安全校核的边界条件包括：时间周期内每天各小时的系统负荷和母线负荷需求，以及时间周期内检修计划、联络线计划、电厂电量计划和稳定限额数据。3.根据权利要求1所述的一种中长期电量安全校核方法，其特征在于：所述中长期电量安全校核优化模型的目标函数为：所述系统平衡约束约包括：系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；所述系统有功平衡等式约束的表达式为：所述系统旋转备用约束的表达式为：所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束、机组最小停机时间约束和机组爬坡速率约束；所述机组出力上下限约束的表达式为：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t所述机组最小开机时间约束的表达式为：所述机组最小停机时间约束的表达式为：所述机组爬坡速率约束的表达式为：-Δi≤Pi,t-Pi,t-1≤Δi所述电网安全约束的表达式为：所述电厂的电量平衡约束为：其中，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ci为机组i的运行成本，Si为机组i的开机成本，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，Δi为机组i每时段爬坡速率的最大值；和pij分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流；F为系统中参与电量安全校核的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本系数，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Ef为电厂f的计算周期电量计划，Mf为电厂f的计算周期电量正偏差，Nf为电厂f的计算周期电量负偏差。4.根据权利要求3所述的一种中长期电量安全校核方法，其特征在于：所述电厂电量平衡约束根据中长期电量安全校核要求，选择建模为电厂电量分月平衡，或者建模为电厂电量月度互济年度平衡，其中：当选择建模为电厂电量分月平衡时，则所述电厂的电量平衡约束为电厂电量分月平衡约束，其计算公式为：式中，Am为月份m的计算时段集合，Em,f为电厂f在月份m的电量计划，Mm,f为电厂f在月份m的电量正偏差，Nm,f为电厂f在月份m的电量负偏差；T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力；当选择建模为电厂电量月度互济年度平衡时，则所述电厂的电量平衡约束为电厂电量年度平衡约束，其计算公式为：式中，Ef为电厂f的年度电量计划，Mf为电厂f的年度电量正偏差，Nf为电厂f的年度电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力。5.根据权利要求1所述的一种中长期电量安全校核方法，其特征在于：所述基于所述电厂的电量偏差计算结果，获得中长期电量安全校核结论，具体为：如果电厂的电量偏差结果为零，则表示电量计划通过安全校核；如果电厂的电量偏差结果不为零，则表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利利，涂孟夫，丁恰，昌力，杨军峰，李旻，王亮，张丙金，冷月，杨鹏程，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国网四川省电力公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32