一种基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，包括以下步骤：(1)对基础数据进行统计；(2)进行第一层规划，即考虑电力电量平衡的机组检修优化；(3)进行第二层规划，即考虑输变电设备检修要求的安全校核；(4)判定安全校核通过情况；(5)增加发电机组检修约束；本发明专利技术计算流程简单，计算量小，开发难度小，计算方法实用性强，计算结果准确。本发明专利技术的方法与其他方法相比，有两方面显著优点：1)综合考虑了输变电设备检修计划要求和电力电量平衡要求，符合实际运行需要；2)基于二层模型，将原问题解耦为两个子问题，降低了模型求解的难度，确保了模型的可求解性。

An optimization method for the maintenance plan of the monthly generating set based on two layer programming

The invention discloses a method for optimizing the monthly generator maintenance scheduling planning based on the two layer, which comprises the following steps: (1) on the basis of statistical data; (2) the first layer planning, taking into account the unit maintenance optimization on power balance; (3) the second layer planning, taking into account the safety check of power transmission equipment maintenance requirements; (4) to determine the security check by; (5) increase the generator maintenance constraints; the method of the invention has the advantages of simple process, small amount of calculation, the difficulty of developing small calculation method is practical, accurate results. Compared with other methods of the present invention, there are obvious advantages in two aspects: 1) considering the power transmission and transformation equipment maintenance plan and power balance requirements, meet the requirement of practical operation; 2) based on two layer model, the original problem is decoupled into two sub problems, reduce the difficulty of solving the model, that can be solved model.

【技术实现步骤摘要】
一种基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法
本专利技术涉及电力调度优化
，特别涉及一种基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法。
技术介绍
月度发电机组检修计划是电力系统调度运行方式安排中的重要业务，要求在月度执行前，根据电网负荷预测和输变电设备检修计划，合理安排发电机组的停运计划。月度发电计划检修计划编制需要满足两方面要求：1)满足电力电量平衡要求，处于运行状态的发电机组在负荷预测的基础上必须满足运行备用相关要求；2)满足电网断面控制要求，考虑输变电设备检修计划后各运行控制断面必须处于可控范围内。同类技术应用主要有三种模式：1)仅考虑电力电量平衡要求，实际运行中当出现断面控制要求难以满足要求时则通过临时调整机组的开机方式来适应断面控制的要求，这种方式存在供电安全隐患，在实际中应用越来越少；2)主要考虑电网断面控制要求，将运行备用裕度增加，使得同时满足电力电量平衡和断面控制两方面要求，这种模式容易造成低谷期间调峰能力不足，发电机组运行效率下降；3)同时考虑输变电设备检修计划和电力电量平衡要求，综合优化求解，上述模式所建立的数据模型过于复杂，目前尚缺乏实际可用的求解方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，通过将输变电设备检修所涉及的安全校核问题和电力电量平衡分析问题解耦，降低了模型求解的难度，确保了模型的可求解性，综合考虑了输变电设备检修计划要求和电力电量平衡要求，符合实际运行需要。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，包括以下步骤：(1)对基础数据进行统计，所述基础数据包括：电网网架连接关系及输变电设备参数；系统及母线负荷预测数据；输变电设备检修计划数据；发电机组检修时间数据；(2)进行第一层规划，即考虑电力电量平衡的机组检修优化；(3)进行第二层规划，即考虑输变电设备检修要求的安全校核；(4)判定安全校核通过情况：若该月所有日在步骤3)中潮流约束上下限所引入的罚项均取0，则表明该开机方式满足运行要求，结束；否则说明当天不满足运行要求，转入步骤5)；(5)增加发电机组检修约束：对于潮流约束上下限所引入的罚项不为0的情况，将该约束项所涉及的输电线路对应的发电机组按照其转移分布因子按照从正到负、从大到小的顺序依次排列；若不为0，说明该输电线路正向越限，则将该输电设备所对应的转移分布因子为正且数值最大的发电机组当日开机状态设置为1；若不为0，说明该输电线路负向越限，则将该输电设备所对应的转移分布因子为负且数值最大的发电机组当日开机状态设置为1。进一步，所述步骤2)中，考虑电力电量平衡的机组检修优化模型表示如下：该模型所考虑的约束项共三项，依次为备用容量约束、机组启停状态约束、机组利用小时数约束。备用容量约束是保证所安排的机组检修方式能够满足负荷预测偏差或机组紧急停运等运行要求；机组启停状态约束是机组运行状态和启停状态之间的关系；机组利用小时数约束是机组运行的发电利用小时数要求。所涉及的变量及其含义如下：λg,t、τg,t：分别为发电机组g在第t天的运行状态和启停状态，λg,t为0-1状态变量，1表示开机状态，0表示停备状态，τg,t为取值范围为-1、0、1的整数变量，1表示发电机组在第天开机，0表示未发生启停，-1表示停机；这两项变量须满足式(1)中第二个约束项关系；Pg：为发电机组g的装机容量，也即其最大技术出力；为第t天系统负荷预测的最大值；r％：为系统备用容量系数；NG、NT：为系统的发电机组台数和该月天数；Tg：为发电机组g在该月的目标利用小时数；ηg：为发电机组g在该月的单日计划利用小时数；α1、α2：为目标函数的价格系数，用于调整两方面优化目标的权重；g：发电机组编号；t：时刻编号。进一步，所述步骤3)中，考虑输变电设备检修要求的安全校核，是根据步骤2)的发电机组开机状态，考虑电网输变电设备检修计划安排，逐日构建优化模型，判断开机方式的可执行性，优化目标如下：上式的约束条件依次为电力平衡约束、网络传输约束、输电线路下限约束、输电线路上限约束。电力平衡约束是为保证发电与用电电力平衡的约束条件。网络传输约束电网运行所必须满足的物理条件。输电线路上下限约束则是输电线路传输能力的限制条件。所涉及到的变量及其含义如下：NG、NT1、NB、NL：分别为系统中发电机组台数、当天时段划分数、节点数和输电线路条数；λg：为发电机组在当天的开机状态，由步骤2给出；pg,t：为发电机组g在当天时段t的出力功率；γg,t：为发电机组g在当天时段t的价格系数；为系统中节点i在时段t的负荷预测；B为系统节点导纳矩阵的虚部，为NB-1阶矩阵；P、θ分别是节点注入有功功率列向量和节点电压相角列向量，为NB-1维向量；为输电线路i在时段t的潮流、潮流上限和潮流下限；为输电线路潮流上下限约束引入的罚项；α3、α4：为目标函数中两方面目标的系数项；g：发电机组编号；t：时刻编号；i：输电线路条数。进一步，所述步骤1)的基础数据中，电网网架连接关系及输变电设备参数取自能量管理系统；系统及母线负荷预测取自负荷预测管理系统；输变电设备检修计划取自检修计划管理系统；发电机组检修时间取自发电设备检修计划管理系统。本专利技术的有益效果是：本专利技术计算流程简单，计算量小，开发难度小，计算方法实用性强，计算结果准确。本专利技术的方法与其他方法相比，有两方面显著优点：1)综合考虑了输变电设备检修计划要求和电力电量平衡要求，符合实际运行需要；2)基于二层模型，将原问题解耦为两个子问题，降低了模型求解的难度，确保了模型的可求解性。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：附图1为本专利技术的实施流程图；具体实施方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，包括以下步骤：步骤1：统计基础数据；所需要统计的基础数据包括：电网网架连接关系及输变电设备参数；系统及母线负荷预测；输变电设备检修计划；发电机组检修时间。上述基础数据中，电网网架连接关系及输变电设备参数取自能量管理系统；系统及母线负荷预测取自负荷预测管理系统；输变电设备检修计划取自检修计划管理系统；发电机组检修时间取自发电设备检修计划管理系统。步骤2：进行第一层规划，即考虑电力电量平衡的机组检修优化；考虑电力电量平衡的机组检修优化模型可表示如下：如式(1)所示，上述考虑电力电量平衡的机组检修优化模型可用优化规划模型表达。该模型中优化目标为机组启停次数最少，且机组开机容量最低。所考虑的约束项共三项，依次为备用容量约束、机组启停状态约束、机组利用小时数约束。所涉及的变量及其含义如下：λg,t、τg,t：分别为发电机组g在第t天的运行状态和启停状态，λg,t为本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)对基础数据进行统计，所述基础数据包括：电网网架连接关系及输变电设备参数；系统及母线负荷预测数据；输变电设备检修计划数据；发电机组检修时间数据；(2)进行第一层规划，即考虑电力电量平衡的机组检修优化；(3)进行第二层规划，即考虑输变电设备检修要求的安全校核；(4)判定安全校核通过情况：若该月所有日在步骤3)中潮流约束上下限所引入的罚项

【技术特征摘要】
1.基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)对基础数据进行统计，所述基础数据包括：电网网架连接关系及输变电设备参数；系统及母线负荷预测数据；输变电设备检修计划数据；发电机组检修时间数据；(2)进行第一层规划，即考虑电力电量平衡的机组检修优化；(3)进行第二层规划，即考虑输变电设备检修要求的安全校核；(4)判定安全校核通过情况：若该月所有日在步骤3)中潮流约束上下限所引入的罚项均取0，则表明该开机方式满足运行要求，结束；否则说明当天不满足运行要求，转入步骤5)；(5)增加发电机组检修约束：对于潮流约束上下限所引入的罚项不为0的情况，将该约束项所涉及的输电线路对应的发电机组按照其转移分布因子按照从正到负、从大到小的顺序依次排列；若不为0，说明该输电线路正向越限，则将该输电设备所对应的转移分布因子为正且数值最大的发电机组当日开机状态设置为1；若不为0，说明该输电线路负向越限，则将该输电设备所对应的转移分布因子为负且数值最大的发电机组当日开机状态设置为1。2.根据权利要求1所述的基于二层规划的月度发电机组检修计划优化方法，其特征在于：所述步骤2)中，考虑电力电量平衡的机组检修优化模型表示如下：该模型所考虑的约束项共三项，依次为备用容量约束、机组启停状态约束、机组利用小时数约束。备用容量约束是保证所安排的机组检修方式能够满足负荷预测偏差或机组紧急停运等运行要求；机组启停状态约束是机组运行状态和启停状态之间的关系；机组利用小时数约束是机组运行的发电利用小时数要求。所涉及的变量及其含义如下：λg,t、τg,t：分别为发电机组g在第t天的运行状态和启停状态，λg,t为0-1状态变量，1表示开机状态，0表示停备状态，τg,t为取值范围为-1、0、1的整数变量，1表示发电机组在第天开机，0表示未发生启停，-1表示停机；这两项变量须满足式(1)中第二个约束项关系；Pg：为发电机组g的装机容量，也即其最大技术出力；为第t天系统负荷预测的最大值；r％：为系统备用容量...

【专利技术属性】
技术研发人员：田年杰，代江，赵倩，姚瑶，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52