新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法技术

本发明专利技术涉及一种新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，包括以下步骤：1)获取新能源的预测出力置信区间和传统发电机组的开机优先顺序列表；2)引入备用机组池和弃电机组池，同时考虑新能源参与平衡、旋转备用约束和最小启停时间约束，控制机组状态；3)以步骤2)获得的机组状态为粒子群算法的输入，基于考虑机组爬坡率的功率平衡调整粒子位置，获得粒子群算法的最优输出，根据所述最优输出控制机组组合运行状态。与现有技术相比，本发明专利技术具有提升了系统运行的经济性等优点。

【技术实现步骤摘要】
新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法
本专利技术涉及电力系统自动控制领域，尤其是涉及一种新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法。
技术介绍
机组组合问题(UC问题)一般是指在满足系统负荷需求、备用容量和最小启停时间等约束条件下确定研究周期内各时段各机组的启停及出力安排，使总发电费用最小，其数学模型实质是高维、离散、非凸的混合整数非线性规划模型，不易获得理论上的最优解。随着系统规模的扩大，模型解空间复杂程度的增加，模型求解时间与解的最优性随之下降，有些方法甚至因此无法求得可行解。合理优化机组组合能给电力系统带来显著经济效益，对提升大电网经济性可靠性具有重要意义。国内学者对UC问题进行了广泛研究，提出了诸多求解方法：优先顺序法、动态规划法、拉格朗日松弛法、智能优化算法、混合整数规划法等。黎静华，兰飞在《电力系统保护与控制》(2010,38(02)：1-7)上发表的《适合于机组组合问题的扩展优先顺序法》定义了机组的效用系数UUR(UnitUtilizationRatio)优化机组的优先顺序，并引入参数控制机组组合邻域的规模并采取策略对机组组合进行调整使其满足所有约束。翟俊义，任建文，李整等在《华北电力大学学报(自然科学版)》(2016,43(01)：32-38)上发表的《一种降维求解机组组合问题的双重粒子群优化算法》将对整个调度周期的优化转化为对每个调度时刻依次、分别优化，即将对矩阵的优化转化为对行向量的优化，降低求解维数。结合离散与连续粒子群(particleswarmoptimization，PSO)算法，分别得到当前调度时刻最优的机组组合状态及对应的最优负荷分配。邓俊，韦化，黎静华等在《中国电机工程学报》(2015,35(11)：2770-2778)上发表的《一种含四类0-1变量的机组组合混合整数线性规划模型》通过引入辅助变量表示冷启动状态，提出一种启动费用的线性表达，同时增强了MILP模型的简洁性和紧凑性；利用爬坡速度和最小运行时间限制，提出新的机组出力约束表达，极大地压缩了机组出力的可行域，进一步增强了紧凑性，提高了模型求解效率。张舒，胡泽春，宋永华等在《中国电机工程学报》(2012,32(07)：76-82+194)上发表的《基于网损因子迭代的安全约束机组组合算法》在每次迭代先解固定网损因子的SCUC问题，求得机组的运行状态，然后进行交流潮流计算，更新网损因子，进入下一次迭代。针对可能出现的网损因子振荡问题，提出SCUC和经济调度相结合的方法，选择对应发电成本较小的机组启停状态，进行经济调度优化和网损因子迭代计算，直至算法收敛。以上文献中，优先顺序法求解大规模UC问题精度不高，智能算法计算量大、求解速度慢、易限入局部最优解，混合整数规划类方法建模复杂、计算量大、收敛缓慢，还可能导致求解器无法求得可行解。专利中，张景瑞，林爽，邱卫霞等专利技术人申请的专利技术专利《考虑爬坡速率约束的电力系统机组组合优化方法》在离散粒子群框架中引入差分加速技术以提高求解速度，对不可行个体进行修复以提高可行性，并采用随机等效λ迭代法进行负荷分配并处理爬坡速率约束。蔡秋娜，刘思捷，杨韵等专利技术人申请的专利技术专利《一种基于发电厂排序系数安排机组组合的方法》利用排序系数，并且考虑电力平衡，安全约束，逐天安排机组组合，可以为电力调度机构安排机组组合、进行月度电量调控。刘芳，潘毅，周京阳等专利技术人申请的专利技术专利《一种能源协调优化机组组合方法》考虑风电出力置信区间、火电机组的运行参数和耗煤特性以及抽水蓄能机组的运行参数和运行特性建立混合非线性整数规划模型加以求解。李利利，丁恰，耿建等专利技术人申请的专利技术专利《中长期机组组合优化方法》考根据实际电网的电网模型建立以机组发电量与期望电量偏差最小为目标的中长期安全约束机组组合模型；采用混合整数规划法计算出机组在调度周期内各天的启停状态、负荷率以及峰荷时段的有功出力，然后通过优化技术与安全校核的迭代，最终获得满足电网安全的中长期机组组合方案。以上专利都仅仅采用单一的优先顺序法或者智能算法，或者直接调用成熟的数学规划求解器求解UC问题，因而不能很好解决上述类型方法应用于大规模UC问题时存在的计算效率低的固有缺陷。因此大规模系统的机组组合问题的高效解法值得深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，包括以下步骤：1)获取新能源的预测出力置信区间和传统发电机组的开机优先顺序列表；2)引入备用机组池和弃电机组池，同时考虑新能源参与平衡、旋转备用约束和最小启停时间约束，控制机组状态；3)以步骤2)获得的机组状态为粒子群算法的输入，基于考虑机组爬坡率的功率平衡调整粒子位置，获得粒子群算法的最优输出，根据所述最优输出控制机组组合运行状态。进一步地，所述传统发电机组包括火电机组和水电机组，基于排序参考因子获得火电机组的开机优先顺序列表，所述排序参考因子包括可调发电机组煤耗指标因子、启动成本参考因子和出力上限参考因子，根据排序参考因子的参数选择的不同，获得不同的火电机组开机优先顺序列表；所述水电机组根据调节性能获得对应的开机优先顺序列表。进一步地，各排序参考因子通过以下公式组合后确定发电机组开机优先顺序：f＝index1，i+index2，i+index3，i式中，index1，i、index2，i、index3，i分别为按可调发电机组煤耗指标因子、启动成本参考因子和出力上限参考因子从小到大排序后机组i的排名，f值越小，对应机组越优先启动。进一步地，所述弃电机组池包括正在弃水的水电机组及正在弃风、弃光的新能源机组；备用机组池包括当前处于热备用状态的火电机组。进一步地，所述步骤2)具体包括以下步骤：a1)根据负荷预测曲线，判断下一时段负荷预测增量是否为正，若是，则执行步骤a2)，若否，则执行步骤a3)；a2)基于所述开机优先顺序列表，依次控制弃电机组池、新能源机组、备用机组池、火电机组中的相应机组启动，直至满足负载增长及旋转备用约束，执行步骤a4)；a3)基于所述开机优先顺序列表，依次控制火电机组、多年调节水电机组、年调节水电机组、季调节水电机组、新能源机组、日调节水电机组中的相应机组关停，直至满足旋转备用约束及负载减少，执行步骤a4)；a4)判断是否所有时段的机组状态均控制完毕，若是，则执行步骤3)，若否，则返回步骤a1)。进一步地，所述步骤a2)具体包括：201)在通道约束条件下，从弃电机组池中选择机组启动；202)判断弃电机组池相应机组启动后是否满足负载增长及旋转备用约束，若是，则执行步骤a4)，若否，则执行步骤203)；203)在通道约束条件下，根据所述预测出力置信区间启动新能源机组；204)判断新能源机组启动后是否能满足负载增长及旋转备用约束，若是，则执行步骤a4)，若否，则执行步骤205)；205)从备用机组池中选择火电机组启动；206)判断火电机组启动后是否能满足负载增长及旋转备用约束，若是，则执行步骤a4)，若否，则执行步骤207)；207)进行限负荷控制，并启动火电机组，增加备用机组池中的机组数量，执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取新能源的预测出力置信区间和传统发电机组的开机优先顺序列表；2)引入备用机组池和弃电机组池，同时考虑新能源参与平衡、旋转备用约束和最小启停时间约束，控制机组状态；3)以步骤2)获得的机组状态为粒子群算法的输入，基于考虑机组爬坡率的功率平衡调整粒子位置，获得粒子群算法的最优输出，根据所述最优输出控制机组组合运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取新能源的预测出力置信区间和传统发电机组的开机优先顺序列表；2)引入备用机组池和弃电机组池，同时考虑新能源参与平衡、旋转备用约束和最小启停时间约束，控制机组状态；3)以步骤2)获得的机组状态为粒子群算法的输入，基于考虑机组爬坡率的功率平衡调整粒子位置，获得粒子群算法的最优输出，根据所述最优输出控制机组组合运行状态。2.根据权利要求1所述的新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，所述传统发电机组包括火电机组和水电机组，基于排序参考因子获得火电机组的开机优先顺序列表，所述排序参考因子包括可调发电机组煤耗指标因子、启动成本参考因子和出力上限参考因子，根据排序参考因子的参数选择的不同，获得不同的火电机组开机优先顺序列表；所述水电机组根据调节性能获得对应的开机优先顺序列表。3.根据权利要求2所述的新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，各排序参考因子通过以下公式组合后确定发电机组开机优先顺序：f＝index1，i+index2，i+index3，i式中，index1，i、index2，i、index3，i分别为按可调发电机组煤耗指标因子、启动成本参考因子和出力上限参考因子从小到大排序后机组i的排名，f值越小，对应机组越优先启动。4.根据权利要求1所述的新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，所述弃电机组池包括正在弃水的水电机组及正在弃风、弃光的新能源机组；备用机组池包括当前处于热备用状态的火电机组。5.根据权利要求1所述的新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤：a1)根据负荷预测曲线，判断下一时段负荷预测增量是否为正，若是，则执行步骤a2)，若否，则执行步骤a3)；a2)基于所述开机优先顺序列表，依次控制弃电机组池、新能源机组、备用机组池、火电机组中的相应机组启动，直至满足负载增长及旋转备用约束，执行步骤a4)；a3)基于所述开机优先顺序列表，依次控制火电机组、多年调节水电机组、年调节水电机组、季调节水电机组、新能源机组、日调节水电机组中的相应机组关停，直至满足旋转备用约束及负载减少，执行步骤a4)；a4)判断是否所有时段的机组状态均控制完毕，若是，则执行步骤3)，若否，则返回步骤a1)。6.根据权利要求5所述的新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，所述步骤a2)具体包括：201)在通道约束条件下，从弃电机组池中选择机组启动；202)判断弃电机组池相应机组启动后是否满足负载增长及旋转备用约束，若是，则执行步骤a4)，若否，则执行步骤203)；203)在通道约束条件下，根据所述预测出力置信区间启动新能源机组；204)判断新能源机组启动后是否能满足负载增长及旋转备用约束，若是，则执行步骤a4)，若否，则执行步骤205)；205)从备用机组池中选择火电机组启动；206)判断火电机组启动后是否能满足负载增长及旋转备用约束，若是，则执行步骤a4)，若否，则执行步骤207)；207)进行限负荷控制，并启动火电机组，增加备用机组池中的机组数量，执行步骤a4)。7.根据权利要求5所述的新能源参与电量平衡的送端电网机组组合运行控制方法，其特征在于，所述步骤a3)具体包括：301)判断关停非重要支撑火电机组后，24小时内是否满足旋转备用约束及负载减少，若是，则关停符合条件的机组后执行步骤302)，若否，则执行步骤302)；302)判断关停多年调节水电机组后，3小时内是否满足旋转备用约束及负载减少，若是，则关停符合条件的机组后执行步骤303)，若否，则执行步骤303)；303)判断关停年调节水电机组后，3小时内是否满足旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：周全，路亮，魏明奎，江栗，蔡绍荣，柳璐，陈佩华，程浩忠，袁杨，张程铭，
申请(专利权)人：国家电网公司西南分部，上海交通大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51