一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法技术方案

本发明专利技术提供了一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，包括以下步骤：根据抽蓄机组的运行特性和调度原则，设置抽水蓄能机组的约束条件；建立以电力系统剩余负荷的峰谷差最小为目标的抽蓄优化调度模型；根据所述抽蓄优化调度模型的求解结果，制定抽水蓄能电站的发电、抽水计划。本发明专利技术提出的调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，建立的抽蓄优化调度模型以剩余负荷的峰谷差最小为优化目标安排抽蓄发电、抽水计划，能够排除编制人员主观的经验型调度计划，最大限度的发挥抽蓄削峰填谷的优势，能够很好地降低系统的峰谷差，带来良好的经济效益和社会效益。

An optimal dispatching method of pumping and storage for regulating peak valley difference of power system

【技术实现步骤摘要】
一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法
本专利技术涉及电力调度领域，特别是涉及一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法。
技术介绍
抽水蓄能电站是一种启动快、爬坡能力强的特殊电站，它能够利用下半夜过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，然后在次日白天和前半夜将水放出发电，并流入下水库，实现电能在时间上的转换。抽水蓄能电站是保障电力系统的安全经济运行的重要电站，其对于电力系统的作用主要可体现为静态效益和动态效益。静态效益，即抽水蓄能电站在电网中由削峰填谷作用而产生的经济效益，包括：减小日出力变幅，使火电总平均煤耗下降的节煤效益；提高火电或其它类型电源负荷率，从而减少装机容量的容量效益；和将成本低的低谷电能转换为价值高的峰荷电能的能量转换效益。动态效益，即抽水蓄能机组承担调频、调相、负荷调整和紧急事故备用(旋转备用)任务，保证电网安全、稳定运行产生的经济效益。当前，抽蓄的调度方式普遍依赖运行人员的经验，以南方电网抽蓄调度机制为例，广东电网调度管辖的抽水蓄能电站的日发电、抽水计划由南网总调和广东中调共同编制，首先广东中调根据次日广东统调负荷预测、西电东送计划、广蓄电厂水位、广东境内断面制约，编制广蓄A、B厂初始发电、抽水计划，其次南网总调根据次日广东统调负荷预测、西电东送计划、广蓄电厂按初始发电、抽水计划下的广东次日调峰需求，编制惠蓄电厂发电、抽水计划，最后广东中调再根据惠蓄电厂发电、抽水计划下的广东次日调峰需求，对广蓄电厂发电、抽水计划进行修改。总之，当前抽蓄日出力曲线的制定主要参考相似日的出力曲线，以及综合考虑第二天的电力平衡、断面、蓄水量等因素。当前抽水蓄能电站发电、抽水计划的编制要求计划编制人员对次日负荷曲线、联络线送受电计划、断面约束和电站机组特性等信息进行综合，而单靠人力对众多信息进行综合考量制定电能计划的过程较为繁琐，且无法排除编制人员主观的经验型调度，难以实现抽水蓄能的静态效益最大。
技术实现思路
本专利技术提供的一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，以系统峰谷差最小为目标，制定抽水蓄能电站发电、抽水计划，从而实现抽蓄电站静态效益最大。为实现上述目的，本专利技术提供的一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，包括以下步骤：根据抽蓄机组的运行特性和调度原则，设置抽水蓄能机组的约束条件；建立以电力系统剩余负荷的峰谷差最小为目标的抽蓄优化调度模型；根据所述抽蓄优化调度模型的求解结果，制定抽水蓄能电站的发电、抽水计划。可选的，所述目标函数进一步包括：其中，Lt表示时段t的剩余负荷值，单位为MW，Dt表示总负荷，git表示机组i在时段t的发电出力，pit表示机组i在时段t的抽水功率，N表示抽蓄电站含有的机组数量。可选的，所述约束条件进一步包括：发电工况下出力约束、抽水工况下出力约束、工况状态转换约束、启动状态与工作状态变量间的关系约束、库容上下限约束、始末时段库容约束和机组启停次数约束。可选的，所述发电工况下出力约束进一步包括：其中，分别表示机组i的最大技术出力和最小技术出力，单位为MW，表示机组i在时段t的发电状态变量，git表示机组i在时段t的发电出力。可选的，所述抽水工况下出力约束进一步包括：其中，表示第i台机组的额定抽水功率，单位为MW；pit表示机组i在时段t的抽水功率，表示机组i在时段t的抽水状态变量。可选的，所述工况状态转换约束进一步包括：其中，表示机组i在时段t的发电状态变量，表示机组i在时段t的抽水状态变量，表示机组i在时段(t+1)的发电状态变量，表示机组i在时段(t+1)的抽水状态变量。可选的，所述库容上下限约束进一步包括：Vmin≤Vt≤Vmax其中，Vmax、Vmin分别表示上水库的最大和最小库容，单位为106m3；分别表示抽蓄机组的发电和抽水效率，单位为MW/106m3，表示在一个调度时段内106m3的水量可以维持发电和抽水的功率；Vt表示时段t的上水库库容，git表示机组i在时段t的发电出力，pit表示机组i在时段t的抽水功率。可选的，所述机组启停次数约束进一步包括：其中，Ng、Np分别表示抽蓄机组在发电工况和抽水工况下的最大启停次数，表示机组i在时段t的发电启动状态变量，表示机组i在时段t的抽水启动状态变量。可选的，建立以电力系统剩余负荷的峰谷差最小为目标函数的抽蓄优化调度模型之后还包括：设置辅助变量，对所述抽蓄优化调度模型进行线性处理。可选的，调用matlab中的yalmip工具包及gurobi优化软件对所述抽蓄优化调度模型进行求解。本专利技术提出一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，以系统峰谷差最小为目标，制定抽水蓄能电站发电、抽水计划，从而实现抽蓄电站静态效益最大，具体体现在：容量效益：抽水蓄能电站可以“削峰填谷”,减少火电机组的日出力变幅，使火电机组在高效区运行，增加发电量，并使核电和大型火电机组稳定经济运行。抽水蓄能电站一般无防洪、灌溉、航运等综合利用要求，建设成本低。建设周期比常规水电站要短，运行费用比火电站要低。在电网中缺少调峰电源时，建设抽水蓄能电站可减少火电或其它类型电源的装机容量，改变能源结构，减少总的电力建设投资。能量转换效益：在负荷高峰时段，作为水电站发电，担负电网尖峰容量；用电低谷时段，作为电网用户，吸收低谷电量抽水蓄能，通过能量转换，将成本低的低谷电能转换为价值高的峰荷电能。节煤效益：抽水蓄能机组的投人，使电网负荷分配得到调整，火电尽量担负基荷和腰荷，从而使火电总平均煤耗下降。附图说明图1为本专利技术一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法的流程示意图。图2为本专利技术实施例的四台机组输出曲线和总输出曲线图。图3为本专利技术实施例的初始负荷曲线和剩余负荷曲线图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术实施例提供一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，建立以剩余负荷的峰谷差最小为目标的抽蓄优化调度模型，在本专利技术所建立的抽蓄优化调度模型中，使用如下的决策变量：机组i在时段t的发电状态变量(0-1整数变量)：机组i在时段t的抽水状态变量(0-1整数变量)：机组i在时段t的发电启动状态变量(0-1整数变量)：机组i在时段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据抽蓄机组的运行特性和调度原则，设置抽水蓄能机组的约束条件；/n建立以电力系统剩余负荷的峰谷差最小为目标的抽蓄优化调度模型；/n根据所述抽蓄优化调度模型的求解结果，制定抽水蓄能电站的发电、抽水计划。/n

【技术特征摘要】
1.一种调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据抽蓄机组的运行特性和调度原则，设置抽水蓄能机组的约束条件；
建立以电力系统剩余负荷的峰谷差最小为目标的抽蓄优化调度模型；
根据所述抽蓄优化调度模型的求解结果，制定抽水蓄能电站的发电、抽水计划。


2.根据权利要求1所述的调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，其特征在于，所述抽蓄优化调度模型进一步包括：



其中，Lt表示时段t的剩余负荷值，单位为MW，Dt表示总负荷，git表示机组i在时段t的发电出力，pit表示机组i在时段t的抽水功率，N表示抽蓄电站含有的机组数量。


3.根据权利要求1所述的调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，其特征在于，所述约束条件进一步包括：
发电工况下出力约束、抽水工况下出力约束、工况状态转换约束、启动状态与工作状态变量间的关系约束、库容上下限约束、始末时段库容约束和机组启停次数约束。


4.根据权利要求3所述的调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，其特征在于，所述发电工况下出力约束进一步包括：



其中，分别表示机组i的最大技术出力和最小技术出力，单位为MW，表示机组i在时段t的发电状态变量，git表示机组i在时段t的发电出力。


5.根据权利要求3所述的调节电力系统峰谷差的抽蓄优化调度方法，其特征在于，所述抽水工况下出力约束进一步包括：



其中，表示第i台机组的额定抽水功率，单位为MW；pit表示机组i在时段t的抽水功率，表示机组i在时段t的抽水状态变量。


6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乔榆，张兰，张轩，白杨，罗钢，王龙，陈中飞，于鹏，龚超，宋慧，赵晨，赵越，肖云鹏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：广东;44