联合发电机组调度运行方法技术

本发明专利技术公开了一种联合发电机组调度运行方法，所述方法包括如下步骤：获取电力系统中火电机组、风电机组、核电机组以及抽水储能机组的台数和运行参数，并获取电力系统的负荷模型和风电预测数据；根据所述电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷数据和风电预测数据，建立优化的机组组合调度运行方法模型；根据所述优化的机组组合调度运行方法模型，计算电网收益最大化，风电消纳最大化的机组联合运行结果。所述方法更利于电网调度，能够满足电网利益最大化，风电消纳能力最大化。

【技术实现步骤摘要】
联合发电机组调度运行方法
本专利技术涉及电力系统运行控制方法
，尤其涉及一种基于风电消纳最大化的风-火-核-抽水储能联合发电机组调度运行方法。
技术介绍
近年来，能源与环境问题日益突出，以风电、核电为代表的新兴能源因其无污染、无温室气体排放、可再生特性，已成为能源发展的重要方向。抽水蓄能机组作为一种特殊电源，在负荷低谷时抽水，负荷高峰时发电，既避免了火电机组的低谷调停，又满足高峰负荷的需要，成为解决电网调峰问题的首选。随着我国电力系统装机容量不断提升，电源类型和负荷类型不断趋于多样化，电网日常运行的调峰任务以及对大规模清洁能源的消纳任务也变得越来越困难，不能简单的通过火电机组调节来完成，而一种行之有效的途径就是提高包括风电、火电、核电和抽水储能的多种电源的协调优化调度水平。通过对现有文献的检索发现，现有的基于风电消纳最大化的风-火-核-抽水储能联合发电机组调度运行方法的研究相对较少，且存在以下四个问题：1)在建立风-火-核-抽水储能联合机组运行模型时，许多研究以电厂整体运行成本最低、燃料消耗最少作为优化目标；2)联合机组运行模型中核电机组大多始终保持基荷运行状态；3)联合机组运行模型中对于风电不确定性处理精确度较高，但实际实现较困难；4)联合机组运行模型中对抽水储能机组水库的越限问题考虑较少。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种更利于电网调度，满足电网利益最大化，风电消纳能力最大化的联合发电机组调度运行方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于风电消纳最大化的风-火-核-抽水储能联合机组调度运输方法，其特征在于包括如下步骤：1)：获取电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷模型和风电预测数据；2)：根据所述电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷数据和风电预测数据，建立优化的机组组合调度运行方法模型；3)：根据所述优化的机组组合调度运行方法模型，计算电网收益最大化，风电消纳最大化的机组联合运行结果。进一步的技术方案在于：步骤1)中获取的电力系统负荷模型用于确定某个季度每天的负荷曲线，再用统计方法估计每天负荷峰值出现的时间段和谷值出现的时间段。目前核电机组广泛采用的较为安全经济的运行方式“12-3-6-3”的运行方式，将核电机组基荷运行的时间段和67％出力的时间段与分别与风电出力谷值出现的时间段的时间段和峰值出现的时间段相配合。进一步的技术方案在于：核电机组配合电网负荷情况的运行方式，核电机组配合出力的时间安排，根据电网安排调度的不同月份时间，确定该月所属季度，最终由估计得到的该季度每天负荷的负荷峰、谷值大致出现时间来确定。进一步的技术方案在于，步骤1)中风电预测数据的方法如下：设实际风电的实际有功出力Wj服从Beta分布，其累计概率分布函数为：式(1)，(2)中的α和β通过风电预测出力的均值和方差求得：考虑风电出力不确定性，转换为考虑事件风电计划出力Pw,j小于实际有功出力Wj的概率满足一定条件：Pr{Pw,j≤Wj}≥ρ(5)ρ为置信度，取0.9，表示事件风电计划出力Pw,j小于实际有功出力Wj的概率为90％；式(5)经过变形可转换为：进一步的技术方案在于，步骤2)中构建优化的机组组合调度运行方法模型包括：目标函数：①电网经济性最好：式中：NG为区域内所有发电机组的总数，包括火电机组，核电机组，风电机组和抽水储能机组；ki'为电网在t时刻的售电价格，Pi'为电网在t时刻售电量，ki为电网从电厂的购电价格，Pi为电网在t时刻从电厂的购电量，这里默认电厂各机组按照电网调度任务发电，机组发电量即为电厂购电量；②风电消纳最大：式中：Nwind为区域内风电机组总数，Pw,j为风电机组计划出力；约束条件：①功率平衡：式中，NH，Nwind,Nunclaer和Nc分别为区域内火电机组，风电机组，核电机组和抽水储能机组的总数；PH,k,Pw,j,Pu,l和Pc,m分别为在t时刻下火电，风电，核电和抽水储能各机组出力；Pload为t时刻下所需的电力负荷总量；考虑核电与负荷配合，其在不同时间出力如下：式中Pr为核电机组的额定功率；②出力约束：风电出力约束包括式(6)，(11)，(12)：0≤Pw,j≤Wmax(11)式(6)用来表征风电出力具有不确定性；式(11)表示计划有功出力必须小于风电场的装机容量，式中Wmax为装机容量；式(12)表示允许弃风，但不能超过风电预期平均值，弃风量用预测平均值与实际出力值之差表示：抽水储能机组出力约束包括式(14)：抽水储能机组在发电状态下功率可调，在抽水状态下功率为恒定的抽水功率；Pmin、Pmax分别为抽水蓄能电站机组的最小、最大发电功率；Pchou为恒定的抽水功率；当抽蓄机组的出力为0时，表示其停止工作；机组运行在抽水状态时，将其视为负荷；火电出力约束包括式(15)：PH,min≤PH≤PH,max(15)式中PH,min和PH,max分别为火电机组最小，最大出力；③爬坡约束：火电机组爬坡约束为式(16)：PH,down≤ΔPH≤PH,up(16)式中PH,down和PH,up为火电机组出力的最大的下降和上升速度；抽水储能机组的爬坡约束即需要考虑机组水库是否越限的问题，在相邻时间点求得机组出力大小时，需要使用越限判断程序来检验出力结果是否可行；④备用：5％和15％分别为负荷波动对备用需求系数和风电波动对备用需求系数。进一步的技术方案在于，求得机组出力数据，时间间隔为15min，即式(7)，(8)，(17)中T在一天中取96。进一步的技术方案在于，爬坡约束中，抽水储能机组水库越限判断流程包括以下步骤：步骤1：从系统计算得到的一组最优解中，提取出抽水储能机组的出力数据，并按照时间顺序将其排列，第一个时间点得到的数据记为Pc,0，其后按次序记为Pc,1、Pc,2……Pc,T-1，；初始化水量Z和时间t＝0，进行步骤2；步骤2：判断Pc,t是否为正值，“是”则进行步骤3，否则进行步骤9；步骤3：抽水机组出力为正值，认为机组处于发电状态，计算发电状态下水库流水量进行步骤4(当机组处于发电状态时，发电量之比等于水库流水量之比，Pr为抽水储能电站最大发电功率，Zmax为最大发电功率对应的最大流水量)；步骤4：计算当前上水库水量Z＝Z-ΔZ，进行步骤5；步骤5：判断当前水库水量是否满足库容限值，Zmin≤Z≤Zmax，“是”则进行步骤6，“否”则进行步骤7；步骤6；累积时间量，t＝t+1，进行步骤8；步骤7：输出“非最优解”，此时存在水库越限现象，跳出程序；步骤8：判断时间量是否达到最大，以此判断程序是否将最优解子集中全部数据都检验完毕，“否”则进行步骤2，“是”则输出“最优解”，并结束程序；步骤9：判断Pc,t+1是否为0，“是”则进行步骤10；“否”则进行步骤11；步骤10：此时认为机组出力为0，处于停机状态，流水量为0，水位保持不变并进行步骤5；步骤11：此时认为机组出力为负，处于抽水状态；抽水状态下，认为机组始终保持最大功率，抽水量为最大流量，计算当前上水库本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合发电机组调度运行方法，其特征在于包括如下步骤：1)：获取电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷模型和风电预测数据；2)：根据所述电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷数据和风电预测数据，建立优化的机组组合调度运行方法模型；3)：根据所述优化的机组组合调度运行方法模型，计算电网收益最大化，风电消纳最大化的机组联合运行结果。

【技术特征摘要】
1.一种联合发电机组调度运行方法，其特征在于包括如下步骤：1)：获取电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷模型和风电预测数据；2)：根据所述电力系统中火电机组的台数和运行参数、风电机组的台数和运行参数、核电机组的台数和运行参数、抽水储能机组的台数和运行参数、电力系统的负荷数据和风电预测数据，建立优化的机组组合调度运行方法模型；3)：根据所述优化的机组组合调度运行方法模型，计算电网收益最大化，风电消纳最大化的机组联合运行结果。2.如权利要求1所述的联合发电机组调度运行方法，其特征在于：步骤1)中获取的电力系统负荷模型用于确定某个季度每天的负荷曲线，再用统计方法估计每天负荷峰值出现的时间段和谷值出现的时间段。3.如权利要求1所述的联合发电机组调度运行方法，其特征在于：核电机组配合电网负荷情况的运行方式，核电机组配合出力的时间安排，根据电网安排调度的不同月份时间，确定该月所属季度，最终由估计得到的该季度每天负荷的负荷峰、谷值大致出现时间来确定。4.如权利要求1所述的联合发电机组调度运行方法，其特征在于，步骤1)中风电预测数据的方法如下：设实际风电的实际有功出力Wj服从Beta分布，其累计概率分布函数为：式(1)，(2)中的α和β通过风电预测出力的均值和方差求得：考虑风电出力不确定性，转换为考虑事件风电计划出力Pw,j小于实际有功出力Wj的概率满足一定条件：Pr{Pw,j≤Wj}≥ρ(5)ρ为置信度，取0.9，表示事件风电计划出力Pw,j小于实际有功出力Wj的概率为90％；式(5)经过变形可转换为：5.如权利要求1所述的联合发电机组调度运行方法，其特征在于，步骤2)中构建优化的机组组合调度运行方法模型包括：目标函数：①电网经济性最好：式中：NG为区域内所有发电机组的总数，包括火电机组，核电机组，风电机组和抽水储能机组；ki'为电网在t时刻的售电价格，Pi'为电网在t时刻售电量，ki为电网从电厂的购电价格，Pi为电网在t时刻从电厂的购电量，这里默认电厂各机组按照电网调度任务发电，机组发电量即为电厂购电量；②风电消纳最大：式中：Nwind为区域内风电机组总数，Pw,j为风电机组计划出力；约束条件：①功率平衡：式中，NH，Nwind,Nunclaer和Nc分别为区域内火电机组，风电机组，核电机组和抽水储能机组的总数；PH,k,Pw,j,Pu,l和Pc,m分别为在t时刻下火电，风电，核...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正文，刘淼，葛延峰，郭春雨，赵适宜，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21