基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，将等效电量函数法引入了电力系统机组组合问题当中，通过结合启发式算法直接利用电量来进行安排与计算，使得计算量显著下降，特别是在处理给定电量的发电机组时非常的灵活与直观，相比于电力电量平衡法有较大的优势，很容易找到机组的运行位置。再者，电力电量平衡法是一台一台机组寻找带负荷位置，而本发明专利技术提出的方法可以在两台及多台水电机组的情况下将其变成等效机组快速地寻找其合理的带负荷位置，并且可以判断运行位置是否重叠以及是否可以变成一台等效机组，同时不存在没有充分利用可用的水能资源的情况，充分地利用所有的水能，以降低火电运行的电量，降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法
：本专利技术属于电力系统机组组合问题领域，具体涉及一种基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法。
技术介绍
：长期以来，电力系统对于电源投资方案通常只关注于经济性方面和可行性方面的研究与校验，而对电力系统的运行方式，调峰问题关注甚少。随着化石能源的逐步枯竭，全球能源危机的到来，现代电力系统愈发关注风能、太阳能等可再生新能源的发展。随着大规模新能源的引入，由于风能、太阳能等新能源出力的间歇性、波动性和随机性，使得其对电力系统的调峰问题和安全稳定运行带来了极大的影响。电力系统中的调峰问题日益突出，必需以日运行方式的分析来研究电源结构的合理性，并对系统中的电源投资方案进行日运行方式安排的校验。否则电源投资方案即使满足了经济性，但在系统极端运行条件下将出现调峰问题，无法安全稳定运行。电力设计单位现有的对于典型日运行方式安排采用的是电力电量平衡法，其为规划设计工作作出了重要的贡献。但该方法计算量较大，同时在处理给定电量的发电机组(如水电机组、抽水蓄能机组时)不够灵活与直观，不能很容易地找到机组的最佳运行位置，同时存在可能没有充分利用可用的水能资源的情况，造成资源浪费的情况。此外，一些机组组合问题中常用的经济性调度安排算法由于单纯从系统运行的经济性角度出发，将系统的某些约束设定的过于严格和理想化，导致过多的电源投资方案无法通过，可能出现经过电源投资决策、随机生产模拟以及检修模块反复迭代后剩余的电源投资方案均无法通过日运行校验的情况。因而作为改进，本专利技术基于多场景技术、等效电量函数法及启发式算法，解耦机组的启停约束，提出一种确定性的生产模拟方法，最大程度上发掘系统的调峰潜力，从而处理电力系统内现有的各类机组的出力安排，同时对于多个不同情况的典型日场景进行校验，可以基本涵盖电力系统的各种运行情况，进而更为合理有效地对多类型电源投资决策以及检修方案作出校验。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于针对电力系统缺少对于电源投资决策方案进行调峰问题及运行方式的可靠校验的现状，同时针对现有的日运行方式校验方法的不足，引入等效电量函数法及启发式算法的思想，重点考察各个典型日场景下电力系统中存在的调峰问题，提供了一种基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其具有较好的鲁棒性且适用于多类型电源投资决策校验。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案予以实现：基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，包括以下步骤：1)接收系统电源情况、负荷信息，将时序负荷形成原始等效持续负荷曲线，并将风电及光伏出力运用净负荷修正法修改原始等效持续负荷曲线，进而将修正后的等效持续负荷曲线转化为等效电量函数；2)考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响，修正等效电量函数，进行负荷的削峰填谷；3)利用等备用方法安排检修容量，进而得到系统各机组的检修情况表，结合系统电源情况和检修计划表得到能够调度的各类机组的情况；4)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，将系统内各火电厂按增量成本排序，水电厂按利用小时数排序，进而实现系统总运行费用最低的目标；5)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，计算系统的冷备用容量，并相应地安排各冷备用机组；6)根据机组的最小技术出力安排各火电厂的基荷容量，对于取整过程中基荷及峰荷容量的偏差让排序在第一，即峰荷煤耗最小的火电厂来担任，从而保证系统的燃料费用最低；7)安排各类机组基荷及峰荷容量时，首先判断系统基荷和火电基荷的大小，若火电基荷之和大于系统基荷，则说明系统的调峰容量不足，不具备调峰的能力，此时采用相应的调峰手段来缓解系统的调峰压力；若系统不存在调峰问题或经调整后解决了调峰问题，则依次安排基荷火电厂、基荷水电厂、峰荷水电厂、峰荷火电厂的运行位置，反复试探，直至水电的所有电量用尽，且系统的最大负荷及电量的要求均满足；若负荷容量或电量不满足，则输出缺额；当负荷容量及电量均满足要求，则进行结果输出，输出各类所需的数据，进行结果分析。本专利技术进一步的改进在于：修正原始等效持续负荷曲线时：首先第一步是形成原始等效持续负荷曲线，将风电及光伏出力视为负的负荷修正原始等效持续负荷曲线，从而得到修正后的等效持续负荷曲线；之后将修正后的等效持续负荷曲线转化为等效电量函数。本专利技术进一步的改进在于：考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响时，加入抽水蓄能机组后会对求得的等效电量函数产生影响，抽水蓄能机组抽水功能通过以下步骤实现：设抽水蓄能容量为Cp，电量为Ep，抽水蓄能机组在负荷谷值开始依次向右移动Cp的距离，直到等效电量函数曲线上Cp长度对应的高度为24h的矩阵和Cp长度对应的曲线之间的面积差为Ep位置，从而以此平移修改等效电量函数，得到抽水蓄能机组的运行位置和电量；在寻找等效电量函数曲线上Cp长度对应的高度为24h的矩阵和Cp长度对应的曲线之间的面积差为Ep位置时，若Cp长度对应的起点在最小负荷处，则只需在等效负荷曲线上上移补上一块即可；若Cp长度对应的起点不在最小负荷处，则需要将负荷曲线右移一块且在其左边补上空缺的一块。本专利技术进一步的改进在于：用冒泡排序法将各火电厂按增量成本排序。本专利技术进一步的改进在于：用冒泡排序法将水电厂按利用小时数排序。本专利技术进一步的改进在于：安排冷备用容量时：按照火电装机容量加水电装机容量减去火电检修容量和水电检修容量再减去系统最大负荷乘一加备用系数来得到系统的冷备用容量；为了充分地利用系统内的水电资源，在安排时不将水电机组作为冷备用，冷备用机组均由火电机组来担任；安排火电机组时，在满足备用容量的约束条件下优先让发电成本高的火电机组作为冷备用机组；进而在可用容量的基础上扣除水电机组和火电机组的冷备用容量得到系统的实际可用容量。本专利技术进一步的改进在于：安排各类机组基荷及峰荷容量时：首先安排火电基荷容量，若系统基荷大于火电基荷，即不存在调峰问题则继续安排；若存在调峰问题，则采用相应的调峰手段解决系统的调峰问题，进而安排基荷水电机组和峰荷机组；安排峰荷容量时，首先对水电峰荷机组的容量和电量进行试探，若能够将多台水电机组等效为一台等效水电机组，则将这些水电机组等效为一台，并按照一台水电机组的安排原则来安排；若不能等效，即不存在交叉重叠，满足单台水电机组的安排原则，则按单台水电机组来安排；若安排至某一台水电机组，此时安排后的峰值时刻的容量大于系统峰荷，且电量满足负荷的要求，则安排完成，进行结果输出并进行下一次典型日生产模拟；在水电峰荷机组全部安排完之前，每安排完一台水电机组或者一台等效水电机组，都应进行以下判断，若安排后系统已安排的容量小于最大负荷，或系统电量不满足负荷电量，则还需安排峰荷火电机组；每次按照火电机组的排序安排一台峰荷火电厂，若安排完成后火电机组仍有剩余，旋转备用容量没有用尽，且此时系统容量大于最大负荷，系统电量满足负荷要求，则安排完成，输出结果并进行下一次典型日生产模拟；若系统容量小于最大负荷，或者系统电量不满足负荷电量要求，需要重新安排水电，此时水电在这部分安排过的火电机组的容量上进行安排，最后充分让水电尽可能占据峰荷的位置，完全用尽系统内的水电电量，以减少系统总的煤耗及运行成本。本专利技术进一步的改进在于：若在上一步中火电机组全部安排本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：1)接收系统电源情况、负荷信息，将时序负荷形成原始等效持续负荷曲线，并将风电及光伏出力运用净负荷修正法修改原始等效持续负荷曲线，进而将修正后的等效持续负荷曲线转化为等效电量函数；2)考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响，修正等效电量函数，进行负荷的削峰填谷；3)利用等备用方法安排检修容量，进而得到系统各机组的检修情况表，结合系统电源情况和检修计划表得到能够调度的各类机组的情况；4)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，将系统内各火电厂按增量成本排序，水电厂按利用小时数排序，进而实现系统总运行费用最低的目标；5)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，计算系统的冷备用容量，并相应地安排各冷备用机组；6)根据机组的最小技术出力安排各火电厂的基荷容量，对于取整过程中基荷及峰荷容量的偏差让排序在第一，即峰荷煤耗最小的火电厂来担任，从而保证系统的燃料费用最低；7)安排各类机组基荷及峰荷容量时，首先判断系统基荷和火电基荷的大小，若火电基荷之和大于系统基荷，则说明系统的调峰容量不足，不具备调峰的能力，此时采用相应的调峰手段来缓解系统的调峰压力；若系统不存在调峰问题或经调整后解决了调峰问题，则依次安排基荷火电厂、基荷水电厂、峰荷水电厂、峰荷火电厂的运行位置，反复试探，直至水电的所有电量用尽，且系统的最大负荷及电量的要求均满足；若负荷容量或电量不满足，则输出缺额；当负荷容量及电量均满足要求，则进行结果输出，输出各类所需的数据，进行结果分析。...

【技术特征摘要】
1.基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：1)接收系统电源情况、负荷信息，将时序负荷形成原始等效持续负荷曲线，并将风电及光伏出力运用净负荷修正法修正原始等效持续负荷曲线，进而将修正后的等效持续负荷曲线转化为等效电量函数；2)考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响，修正等效电量函数，进行负荷的削峰填谷；3)利用等备用方法安排检修容量，进而得到系统各机组的检修计划表，结合系统电源情况和检修计划表得到能够调度的各类机组的情况；4)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，将系统内各火电厂按增量成本排序，水电厂按利用小时数排序，进而实现系统总运行费用最低的目标；5)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，计算系统的冷备用容量，并相应地安排各冷备用机组；6)根据机组的最小技术出力安排各火电厂的基荷容量，对于取整过程中基荷及峰荷容量的偏差让排序在第一，即峰荷煤耗最小的火电厂来担任，从而保证系统的燃料费用最低；7)安排各类机组基荷及峰荷容量时，首先判断系统基荷和火电基荷的大小，若火电基荷之和大于系统基荷，则说明系统的调峰容量不足，不具备调峰的能力，此时采用相应的调峰手段来缓解系统的调峰压力；若系统不存在调峰问题或经调整后解决了调峰问题，则依次安排基荷火电厂、基荷水电厂、峰荷水电厂、峰荷火电厂的运行位置，反复试探，直至水电的所有电量用尽，且系统的最大负荷及电量的要求均满足；若负荷容量或电量不满足，则输出缺额；当负荷容量及电量均满足要求，则进行结果输出，输出各类所需的数据，进行结果分析。2.根据权利要求1所述的基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其特征在于：修正原始等效持续负荷曲线时：首先第一步是形成原始等效持续负荷曲线，将风电及光伏出力视为负的负荷修正原始等效持续负荷曲线，从而得到修正后的等效持续负荷曲线；之后将修正后的等效持续负荷曲线转化为等效电量函数。3.根据权利要求1所述的基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其特征在于：考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响时，加入抽水蓄能机组后会对求得的等效电量函数产生影响，抽水蓄能机组抽水运行功能通过以下步骤实现：设抽水蓄能容量为Cp，电量为Ep，抽水蓄能机组在负荷谷值开始依次向右移动Cp的距离，直到等效电量函数曲线上Cp长度对应的高度为24h的矩阵和Cp长度对应的曲线之间的面积差为Ep位置，从而以此平移修正等效电量函数，得到抽水蓄能机组的运行位置和电量；在寻找等效电量函数曲线上Cp长度对应的高度为24h的矩阵和Cp长度对应的曲线之间的面积差为Ep位置时，若Cp长度对应的起点在最小负荷处，则只需在修正后的等效持续负荷曲线上上移补上一块即可；若Cp长度对应的起点不在最小负荷处，则需要将修正后的等效持续负荷曲线右移一块且在其左边补上空缺的一块。4.根据权利要求1所述的基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其特征在于：用冒泡排序法将各火电厂按增量成本排序。5.根据权利要求1所述的基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其特征在于：用冒泡排序法将水电厂按利用小时数排序...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀丽，张文韬，黄镔，印永华，申洪，宫本辉，
申请(专利权)人：西安交通大学，中国电力科学研究院，国网吉林省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61