确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法和系统，其根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日；根据所述每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式；根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合；根据电网全年负荷曲线和全年分时段开机方式的组合计算中小机组的最低年利用小时数。本发明专利技术所述的方法和系统充分考虑了电网安全稳定运行、迎峰度夏度冬、机组检修及供热供汽需求等约束条件和影响因素，提高了计算精度，保证了计算结果的合理性。

【技术实现步骤摘要】
确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法和系统
本专利技术涉及电力市场领域，并且更具体地，涉及一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法和系统。
技术介绍
随着我国电力市场交易规模的不断扩大，由于60万千瓦及以上大机组相比于30万千瓦及以下中小机组具有效率高、发电成本低、单位排放少等优势，市场份额逐渐向大机组集中，导致中小机组的年利用小时数逐渐下降，可能导致迎峰度夏度冬备用不足，部分运行方式下局部地区线路过载或电压水平较低等问题，进而影响电网安全稳定运行。因此，中小机组的最低年利用小时数的计算对电网电力市场交易规模分析具有重要参考意义。现有机组最低利用小时数的计算方法主要根据运行经验采用最小开机方式和机组平均发电负荷率进行估算，存在较大误差。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的现在技术中根据运行经验采用最小开机方式和机组平均发电负荷率进行估算误差大的技术方法，提供一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法，所述方法包括：根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日，其中，所述典型日包括电网全年负荷曲线中的每月最大负荷日、法定节假日和各月代表月平均负荷的工作日；根据所述每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式；根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合；根据电网全年负荷曲线和全年分时段开机方式的组合计算中小机组的最低年利用小时数。进一步地，在根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日之前还包括采集电网数据，其中所述数据包括电网全年负荷曲线、电网分地区全年负荷曲线、机组检修计划和机组供热供汽需求。进一步地，所述根据每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式包括：根据每个典型日的负荷数据计算典型日电网的机组总输出功率和机组备用容量；根据所述电网的机组总输出功率和机组备用容量计算电网的机组开机规模；根据机组检修计划和机组供热供汽需求，确定每个典型日的检修机组和保留机组；根据开机规模确定每个典型日的中小机组和中小机组以外的机组的开机方式；在每个典型日最大负荷下对电网进行基础潮流、静态安全、暂态安全校核；当对电网进行的基础潮流、静态安全、暂态安全校核通过后，对每个典型日的腰荷和谷荷进行的电网安全稳定校核也通过后，则根据开机规模确定的每个典型日的中小机组和中小机组以外的机组的开机方式即是所述典型日最优开机方式。进一步地，根据每个典型日的负荷数据计算电网的机组总输出功率和机组备用容量的公式为：式中，第i个典型日机组总输出功率；第i个典型日电网日最大负荷；第i个典型日外电网送入功率；第i个典型日电网送出功率；第i个典型日的备用容量；Punit_max:电网最大一台机组装机容量。进一步地，所述第i个典型日的备用容量是电网规定的备用容量。进一步地，根据所述电网的机组总输出功率和机组备用容量计算电网的机组开机规模的公式为：式中，第i个典型日的开机规模。进一步地，所述根据开机规模确定中小机组和中小机组以外的机组的开机方式是指压缩中小机组开机数量，增加中小机组以外的大机组开机数量以达到开机规模。进一步地，对每个典型日的腰荷和谷荷进行电网安全稳定校核是指根据电网分地区全年负荷曲线，在确定各分区在每个典型日的腰荷值和谷荷值的基础上，对每个典型日的腰荷和谷荷进行电网安全稳定校核。进一步地，对电网进行基础潮流、静态安全、暂态安全校核不通过，或者对电网进行的基础潮流、静态安全、暂态安全校核通过后，对电网每个典型日的腰荷和谷荷进行电网安全稳定校核不通过时，根据所述典型日电网安全稳定校核中存在的问题重新按照压缩中小机组开机数量，增加中小机组以外的大机组开机数量的方法来调整开机方式并继续进行电网安全稳定校核，直至电网安全稳定。进一步地，根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合包括：以每个典型日最大负荷为基准，将与典型日相邻且属于同一个月，并且最大负荷与典型日最大负荷之差在第一预设值以内的工作日作为典型日时段；将全年除典型日时段外的每个剩余时段，取各时段最大负荷日为基准日，将除基准日负荷以外的日最大负荷与基准日负荷之差在第一预设值以内，且属于同一个月的工作日作为每个剩余时段的第一优化时段，并将每个剩余时段除第一优化时段外属于同一个月的其他时段也作为优化时段；针对每个优化时段，选择与所述优化时段最大负荷日相隔时间最短的典型日，并计算所述优化时段最大负荷与典型日最大负荷的差值；根据每个优化时段最大负荷与典型日最大负荷的差值，在选择的典型日最优开机方式的基础上增加或减少与所述差值的绝对值相等的开机容量，使其匹配时段最大负荷，其中，当所述差值大于0时，增加与所述差值的绝对值相等的开机容量，当所述差值小于0时，减少与所述差值的绝对值相等的开机容量；根据每个典型日时段和优化时段的开机方式确定电网全年分时段开机方式的组合。进一步地，所述第一预设值的范围为0至0.1。进一步地，确定中小容量机组最低年利用小时数的公式为：式中，ln：第n时段t时刻电网负荷(MW)；lnmax：第n时段的最大负荷值(MW)；un：第n时段机组开机方式；Pn(un)：第n时段在un开机方式下30万千瓦机组的总开机容量(MW)；η：备用率；N：时段数；t：时间；h：30万千瓦机组利用小时数(h)；第i台30万千瓦及以下机组额定容量(MW)；Q30：30万千瓦及以下机组全年发电量(MWh)。进一步地，所述备用率的计算公式为：备用率＝备用容量/开机规模式中，备用容量是指电网中最大一台机组装机容量或电网规定的备用容量值，开机规模是指电网全年分时段开机方式的组合中每个时段的开机规模。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的系统，所述系统包括：典型日确定单元，其用于根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日，其中，所述典型日包括电网全年负荷曲线中的每月最大负荷日、法定节假日和各月代表月平均负荷的工作日；典型日开机方式确定单元，其用于根据所述每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式；年度开机方式确定单元，其用于根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合；结果分析单元，其用于根据电网全年负荷曲线和全年分时段开机方式的组合计算中小机组的最低年利用小时数。进一步地，所述系统还包括数据采集单元，其用于采集电网数据，其中所述数据包括电网全年负荷曲线、电网分地区全年负荷曲线、机组检修计划和机组供热供汽需求。进一步地，所述典型日开机方式确定单元包括：机组开机规模确定单元，其用于根据每个典型日的负荷数据计算典型日电网的机组总输出功率和机组备用容量，并根据所述电网的机组总输出功率和机组备用容量计算电网的机组开机规模；检修和保留机组确定单元，其用于根据机组检修计划和机组供热供汽需求，确定每个典型日的检修机组和保留机组；机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法，其特征在于，所述方法包括：根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日，其中，所述典型日包括电网全年负荷曲线中的每月最大负荷日、法定节假日和各月代表月平均负荷的工作日；根据所述每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式；根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合；根据电网全年负荷曲线和全年分时段开机方式的组合计算中小机组的最低年利用小时数。

【技术特征摘要】
1.一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的方法，其特征在于，所述方法包括：根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日，其中，所述典型日包括电网全年负荷曲线中的每月最大负荷日、法定节假日和各月代表月平均负荷的工作日；根据所述每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式；根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合；根据电网全年负荷曲线和全年分时段开机方式的组合计算中小机组的最低年利用小时数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据电网全年负荷曲线确定电网负荷的典型日之前还包括采集电网数据，其中所述数据包括电网全年负荷曲线、电网分地区全年负荷曲线、机组检修计划和机组供热供汽需求。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述根据每个典型日的负荷数据、机组检修计划和机组供热供汽需求，对所述典型日逐一进行电网安全稳定校核和开机方式优化，得到每个典型日使中小机组开机最小的最优开机方式包括：根据每个典型日的负荷数据计算典型日电网的机组总输出功率和机组备用容量；根据所述电网的机组总输出功率和机组备用容量计算电网的机组开机规模；根据机组检修计划和机组供热供汽需求，确定每个典型日的检修机组和保留机组；根据开机规模确定每个典型日的中小机组和中小机组以外的机组的开机方式；在每个典型日最大负荷下对电网进行基础潮流、静态安全、暂态安全校核；当对电网进行的基础潮流、静态安全、暂态安全校核通过后，对每个典型日的腰荷和谷荷进行的电网安全稳定校核也通过后，则根据开机规模确定的每个典型日的中小机组和中小机组以外的机组的开机方式即是所述典型日最优开机方式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据每个典型日的负荷数据计算电网的机组总输出功率和机组备用容量的公式为：式中，第i个典型日机组总输出功率；第i个典型日电网日最大负荷；第i个典型日外电网送入功率；第i个典型日电网送出功率；第i个典型日的备用容量；Punit_max:电网最大一台机组装机容量。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第i个典型日的备用容量Psi是电网规定的备用容量。6.根据权利要求4或者5所述的方法，其特征在于，根据所述电网的机组总输出功率和机组备用容量计算电网的机组开机规模的公式为：式中，第i个典型日的开机规模。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据开机规模确定中小机组和中小机组以外的机组的开机方式是指压缩中小机组开机数量，增加中小机组以外的大机组开机数量以达到开机规模。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对每个典型日的腰荷和谷荷进行电网安全稳定校核是指根据电网分地区全年负荷曲线，在确定各分区在每个典型日的腰荷值和谷荷值的基础上，对每个典型日的腰荷和谷荷进行电网安全稳定校核。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对电网进行基础潮流、静态安全、暂态安全校核不通过，或者对电网进行的基础潮流、静态安全、暂态安全校核通过后，对电网每个典型日的腰荷和谷荷进行电网安全稳定校核不通过时，根据所述典型日电网安全稳定校核中存在的问题重新按照压缩中小机组开机数量，增加中小机组以外的大机组开机数量的方法来调整开机方式并继续进行电网安全稳定校核，直至电网安全稳定。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据电网全年负荷曲线的特性，将确定的典型日最优开机方式扩展为全年分时段开机方式的组合包括：以每个典型日最大负荷为基准，将与典型日相邻且属于同一个月，并且最大负荷与典型日最大负荷之差在第一预设值以内的工作日作为典型日时段；将全年除典型日时段外的每个剩余时段，取各时段最大负荷日为基准日，将除基准日负荷以外的日最大负荷与基准日负荷之差在第一预设值以内，且属于同一个月的工作日作为每个剩余时段的第一优化时段，并将每个剩余时段除第一优化时段外属于同一个月的其他时段也作为优化时段；针对每个优化时段，选择与所述优化时段最大负荷日相隔时间最短的典型日，并计算所述优化时段最大负荷与典型日最大负荷的差值；根据每个优化时段最大负荷与典型日最大负荷的差值，在选择的典型日最优开机方式的基础上增加或减少与所述差值的绝对值相等的开机容量，使其匹配时段最大负荷，其中，当所述差值大于0时，增加与所述差值的绝对值相等的开机容量，当所述差值小于0时，减少与所述差值的绝对值相等的开机容量；根据每个典型日时段和优化时段的开机方式确定电网全年分时段开机方式的组合。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一预设值的范围为0至0.1。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定中小容量机组最低年利用小时数的公式为：式中，ln：第n时段t时刻电网负荷(MW)；lnmax：第n时段的最大负荷值(MW)；un：第n时段机组开机方式；Pn(un)：第n时段在un开机方式下30万千瓦机组的总开机容量(MW)；η：备用率；N：时段数；t：时间；h：30万千瓦机组利用小时数(h)；第i台30万千瓦及以下机组额定容量(MW)；Q30：30万千瓦及以下机组全年发电量(MWh)。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述备用率的计算公式为：备用率＝备用容量/开机规模式中，备用容量是指电网中最大一台机组装机容量或电网规定的备用容量值，开机规模是指电网全年分时段开机方式的组合中每个时段的开机规模。14.一种确定电网中小容量机组最低年利用小时数的系统，其特征在于，所述系统包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云亭，张晨，王正风，陈得治，吴旭，李立新，张鑫，陈湘，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11