一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法和系统，包括：将火电机组的装机容量相同的火电机组归为一类；利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案；基于各类火电机组的最优运行方案控制各类火电机组；本发明专利技术的组合优化方法能有效缩短调度人员工作量，并在组合优化的结果上更加准确和科学、其实用性能更强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法和系统
本专利技术涉及新能源发电
，具体涉及一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法和系统。
技术介绍
随着新能源装机容量的增加，其出力的随机性和间歇性对电网的规划和运行带来了很大的挑战；利用新能源时序生产模拟的方式计算省级电网的新能源消纳量，是确定新能源未来年度运行方式、制定年/月电量计划的重要技术手段。时序生产模拟是对每个时间断面电力系统的运行情况进行电力平衡计算，可以充分考虑新能源出力的随机波动性和电网运行中的各种边界条件的影响，因而模拟结果更加准确合理。开展新能源时序生产模拟计算的基础是建立含各类型电源的机组组合优化模型，以新能源全年逐小时或15分钟的理论出力为边界条件，以周为单位优化各类电源的运行方式，得到新能源在各时段的最优出力，实现新能源全年的最大化消纳。而在以火电为电源类型的地区，确定电网中每台火电机组在各时段的运行方式，不仅是年度运行方式的重要组成部分，更是新能源消纳量量化评估的关键。目前，由于省级电网的火电机组数量众多、电网结构复杂，为满足计算实用性的需要，新能源时序生产模拟计算通常采用火电机组聚合模型。具体的，对相同类型或容量的火电机组进行聚合建模，通过时序生产模拟优化每类机组在各时段的总出力和运行台数，最后通过人工的方式分配每台机组的运行方式；并且在进行火电机组运行方式分配时，不仅需要考虑机组最小运行时间、机组检修停运等技术性因素，还需满足公开、公平、公正的“三公”调度原则。故而，当全年待分配时段数量众多，火电机组数量较大时，机组组合方式会呈指数级增长，这一过程将会大大增加人工分配的难度。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种能有效缩短调度人员工作量和调度时间的基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法，其改进之处在于，所述方法包括：将火电机组的装机容量相同的火电机组归为一类；利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案；基于各类火电机组的最优运行方案控制各类火电机组；其中，所述预先构建的运行时间偏差值模型包括以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数及其约束条件。优选的，所述利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案，包括：利用分支定界法求解所述预先构建的运行时间偏差值模型，获取各类火电机组的最优运行方案。优选的，按下式确定所述以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数：minAi＝max[Ai]-min[Ai]其中，Ai为调度周期内第i类火电机组的运行时间偏差值；[Ai]为调度周期内第i类火电机组中各火电机组的运行时间序列：按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中各火电机组的运行时间序列[Ai]：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行时间；N为第i类火电机组的总台数；按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行时间其中，T为调度周期内的时段总数；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行状态序列；△t为调度周期内各时段的时长；按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行状态序列；其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段运行状态值。进一步的，所述运行时间偏差值模型的目标函数的约束条件包括：机组运行台数约束条件、机组最小开机时间约束条件、机组最小关机时间约束条件、启停机运行逻辑约束条件、启机状态约束条件和停机状态约束条件；按下式确定所述机组运行台数约束条件：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的运行状态值；Si(t)为调度周期内第i类火电机组在t时段的开启台数；N为第i类火电机组的台数；按下式确定所述机组最小开机时间约束条件：其中，τion为第i类火电机组中各火电机组的最小开机时间；τ为调度周期内各时段的时段编号；T为调度周期内的时段总数；按下式确定所述机组最小开机时间约束条件：其中，τioff为第i类火电机组中各火电机组的最小关机时间；按下式确定所述启停机运行逻辑约束条件：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t-1时段的运行状态值；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的启机状态值；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的停机状态值；按下式确定所述启机状态约束条件；按下式确定所述停机状态约束条件：其中，Si(t-1)为调度周期内第i类火电机组在t-1时段的开启台数。进一步的，当调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段为开启状态时，则取值为1；否则，取值为0；当调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段为启机状态时，则取值为1；否则，取值为0；当调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段为停机状态时，则取值为1；否则，取值为0。本专利技术提供一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化系统，其改进之处在于，所述系统包括：归类模块：用于将火电机组的装机容量相同的火电机组归为一类；获取模块，用于利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案；控制模块，用于基于各类火电机组的最优运行方案控制各类火电机组；其中，所述预先构建的运行时间偏差值模型包括以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数及其约束条件。优选的，所述获取模块，用于：利用分支定界法求解所述预先构建的运行时间偏差值模型，获取各类火电机组的最优运行方案。优选的，按下式确定所述以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数：minAi＝max[Ai]-min[Ai]其中，Ai为调度周期内第i类火电机组的运行时间偏差值；[Ai]为调度周期内第i类火电机组中各火电机组的运行时间序列：按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中各火电机组的运行时间序列[Ai]：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行时间；N为第i类火电机组的总台数；按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行时间其中，T为调度周期内的时段总数；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行状态序列；△t为调度周期内各时段的时长；按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行状态序列；其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段运行状态值。进一步的，所述运行时间偏差值模型的目标函数的约束条件包括：机组运行台数约束条件、机组最小开机时间约束条件、机组最小关机时间约束条件、启停机运行逻辑约束条件、启机状态约束条件和停机状态约束条件；按下式确定所述机组运行台数约束条件：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的运行状态值；Si(t)为调度周期内第i类火电机组在t时段的开启台数；N为第i类火电机组的台数；按下式确定所述机组最小开机时间约束条件：其中，τion为第i类火电机组中各火电机组的最小开机时间；τ为调度周期内各时段的时段编号；T为调度周期内的时段总数；按下式确定所述机组最小开机时间约束条件：其中，τioff为第i类火电机组中各火电机组的最小关机时间；按下式确定所述启停机运行逻辑约束条件：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t-1时段的运行状态值；为调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法，其特征在于，所述方法包括：将火电机组的装机容量相同的火电机组归为一类；利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案；基于各类火电机组的最优运行方案控制各类火电机组；其中，所述预先构建的运行时间偏差值模型包括以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数及其约束条件。

【技术特征摘要】
1.一种基于时序生产模拟的火电机组组合优化方法，其特征在于，所述方法包括：将火电机组的装机容量相同的火电机组归为一类；利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案；基于各类火电机组的最优运行方案控制各类火电机组；其中，所述预先构建的运行时间偏差值模型包括以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数及其约束条件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用预先构建的运行时间偏差值模型获取各类火电机组的最优运行方案，包括：利用分支定界求解所述预先构建的运行时间偏差值模型，获取各类火电机组的最优运行方案。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式确定所述以最小运行时间偏差值为目标构建的目标函数：minAi＝max[Ai]-min[Ai]其中，Ai为调度周期内第i类火电机组的运行时间偏差值；[Ai]为调度周期内第i类火电机组中各火电机组的运行时间序列：按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中各火电机组的运行时间序列[Ai]：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行时间；N为第i类火电机组的总台数；按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行时间其中，T为调度周期内的时段总数；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行状态序列；△t为调度周期内各时段的时长；按下式确定所述调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组的运行状态序列；其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段运行状态值。4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述运行时间偏差值模型的目标函数的约束条件包括：机组运行台数约束条件、机组最小开机时间约束条件、机组最小关机时间约束条件、启停机运行逻辑约束条件、启机状态约束条件和停机状态约束条件；按下式确定所述机组运行台数约束条件：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的运行状态值；Si(t)为调度周期内第i类火电机组在t时段的开启台数；N为第i类火电机组的台数；按下式确定所述机组最小开机时间约束条件：其中，τion为第i类火电机组中各火电机组的最小开机时间；τ为调度周期内各时段的时段编号；T为调度周期内的时段总数；按下式确定所述机组最小开机时间约束条件：其中，τioff为第i类火电机组中各火电机组的最小关机时间；按下式确定所述启停机运行逻辑约束条件：其中，为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t-1时段的运行状态值；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的启机状态值；为调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段的停机状态值；按下式确定所述启机状态约束条件；按下式确定所述停机状态约束条件：其中，Si(t-1)为调度周期内第i类火电机组在t-1时段的开启台数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段为开启状态时，则取值为1；否则，取值为0；当调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段为启机状态时，则取值为1；否则，取值为0；当调度周期内第i类火电机组中第n台火电机组在t时段为停机状态时，则取值为1；否则，取值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李湃，黄越辉，董凌，王伟胜，刘纯，王跃峰，礼晓飞，李延和，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11