发电侧资源双层规划模型、改造方案确定方法及装置制造方法及图纸

本说明书实施例公开了一种发电侧资源双层规划模型、改造方案确定方法及装置。本发明专利技术从调度中心和投资主体两个层面将规划和运行两个不同时间尺度的问题结合在一起构建了考虑投资主体利益的发电侧灵活性资源双层规划模型。上层模型以系统运行成本最低为目标函数，引入弃风惩罚成本，制定合理的开关机计划。下层模型以投资主体利益最大为目标函数，配置最优改造方案以确保火电机组能灵活应对辅助服务市场的变化。服务市场的变化。服务市场的变化。

【技术实现步骤摘要】
发电侧资源双层规划模型、改造方案确定方法及装置


[0001]本申请涉及电力能源规划
，尤其涉及一种发电侧资源双层规划模型、改造方案确定方法及装置。

技术介绍

[0002]随着风电、光伏资源渗透率加大，中国“三北”地区弃风、弃光现象频发。究其原因是系统灵活性调节能力不足，灵活调节资源缺乏。因此，筹措灵活性资源成为解决电力系统调节能力不足的关键途径。在现有经济条件下，火电灵活性改造可有效提升发电侧灵活性。然而火电灵活性改造因其资本密集性而使得火电企业实施时面临风险。
[0003]现有技术大多从容量规划角度着手。然而火电灵活性改造投资成本较高，火电企业投资时会面临成本回收困难等问题。现有技术对于火电灵活性改造的投资及获益主体的研究较少，另外现有研究也没有考虑到系统运行与火电灵活性改造方案配置之间的影响。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种考虑投资主体利益的发电侧灵活性资源双层规划模型。从灵活性改造投资主体和调度中心两个层面构建双层规划模型。上层模型以系统运行成本最低为目标函数，引入弃风惩罚成本，制定合理的开关机计划。下层模型以投资主体利益最大为目标函数，配置最优改造方案以确保火电机组能灵活应对辅助服务市场的变化。
[0005]为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本说明书实施例提供了一种发电侧灵活性资源双层规划模型，所述双层规划模型包括电网调度中心层面的上层规划模型和投资主体层面的下层规划模型，所述上层规划模型以系统总运行成本最低为目标函数，所述下层规划模型以投资主体利益最大为目标函数，所述上层规划模型确定最优调度计划并传递给所述下层规划模型，所述下层规划模型确定最优改造策略并反馈给所述上层规划模型。
[0007]第二方面，本说明书实施例提供了一种发电侧改造方案确定方法，包括：
[0008]基于火电灵活性改造方案数据、机组类型构建火电机组成本函数凸组合；
[0009]根据所述火电机组成本函数凸组合构建考虑投资主体利益的发电侧灵活性资源双层规划模型，所述双层规划模型包括电网调度中心层面的上层规划模型和投资主体层面的下层规划模型，所述上层规划模型的输出结果和所述下层规划模型的输出结果互相反馈；
[0010]对所述上层规划模型的目标函数求解，确定最优调度计划；
[0011]对所述下层规划模型的目标函数求解，确定最优改造策略；
[0012]根据所述最优调度计划和所述最优改造策略输出机组最优改造方案。
[0013]可选的，所述上层规划模型以系统总运行成本最低为目标函数，所述下层规划模型以投资主体利益最大为目标函数。
[0014]可选的，采用粒子群优化算法对所述上层规划模型的目标函数求解，采用遗传算
法对所述下层规划模型的目标函数求解。
[0015]可选的，基于火电灵活性改造方案数据、机组类型构建火电机组成本函数凸组合，具体包括：
[0016]热电机组成本函数凸组合通过下式描述：
[0017][0018]其中，为chp机组i在时刻t的输出电功率，为热功率，为能耗成本；为机组各调峰阶段的顶点坐标，同时，顶点组合系数和满足以下约束：
[0019][0020][0021]其中，和分别为机组运行在抽气和背压运行模式的逻辑变量；
[0022]纯凝机组成本函数的凸组合通过下式描述：
[0023][0024][0025][0026]其中，S
RPR
，S
DPR
和S
DPRO
为不同调峰阶段的分段区间集合；J
s
为区间s的顶点集合；和为对应不同调峰阶段的顶点组合系数，和为机组处于不同调峰状态的逻辑变量。
[0027]可选的，所述上层模型的目标函数为：
[0028][0029]其中，N
chp
和N
c
分别为系统中除所研究火电企业之外的热电和常规火电机组的集
合，rc
t
为t时刻的风电削减量，VCC为单位削减惩罚成本，f表示系统总运行成本。
[0030]可选的，所述下层模型的目标函数为：
[0031][0032]其中，F为投资主体利益，为企业在第p个典型时段内的发电收益，为企业在第p个典型时段内的发电收益，为企业在第p个典型时段内的供热收益，为企业在第p个典型时段内的调峰补偿收益，为燃料成本，为储能运行成本、IC
ret
为机组改造成本，IC
sto
为储能投资成本。
[0033]可选的，所述上层优化模型的约束条件包括电功率平衡约束、热网约束、机组出力约束、机组爬坡约束和机组最小启停时间约束。
[0034]可选的，所述下层优化模型的约束条件包括变量逻辑约束、改造任务约束和储能运行约束。
[0035]第三方面，本说明书实施例提供了一种发电侧改造方案确定装置，包括：
[0036]第一构建模块，用于基于火电灵活性改造方案数据、机组类型构建火电机组成本函数凸组合；
[0037]第二构建模块，用于根据所述火电机组成本函数凸组合构建考虑投资主体利益的发电侧灵活性资源双层规划模型，所述双层规划模型包括电网调度中心层面的上层规划模型和投资主体层面的下层规划模型，所述上层规划模型的输出结果和所述下层规划模型的输出结果互相反馈；
[0038]第一求解模块，用于对所述上层规划模型的目标函数求解，确定最优调度计划；
[0039]第二求解模块，用于对所述下层规划模型的目标函数求解，确定最优改造策略；
[0040]结果输出模块，用于根据所述最优调度计划和所述最优改造策略输出机组最优改造方案。
[0041]本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0042]本专利技术提供了一种虑投资主体利益的发电侧灵活性资源双层规划模型，同时考虑了经济效益和技术效益，将规划和运行两个不同时间尺度的问题结合在一起求解，还考虑了火电灵活性改造规划与运行的相互影响，实现灵活性改造投资主体获益最大、系统运行成本最小。
附图说明
[0043]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0044]图1为本说明书实施例提供的发电侧灵活性资源双层规划模型总体框架；
[0045]图2为本说明书实施例提供的一种发电侧改造方案确定方法的流程示意图；
[0046]图3为风电及电负荷时序曲线图；
[0047]图4为四种火电灵活性改造方式各项费用对比图；
[0048]图5为本说明书实施例提供的对应于图2的一种发电侧改造方案确定装置的结构示意图。
具体实施方式
[0049]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电侧灵活性资源双层规划模型，其特征在于，所述双层规划模型包括电网调度中心层面的上层规划模型和投资主体层面的下层规划模型，所述上层规划模型以系统总运行成本最低为目标函数，所述下层规划模型以投资主体利益最大为目标函数，所述上层规划模型确定最优调度计划并传递给所述下层规划模型，所述下层规划模型确定最优改造策略并反馈给所述上层规划模型。2.一种发电侧改造方案确定方法，其特征在于，包括：基于火电灵活性改造方案数据、机组类型构建火电机组成本函数凸组合；根据所述火电机组成本函数凸组合构建考虑投资主体利益的发电侧灵活性资源双层规划模型，所述双层规划模型包括电网调度中心层面的上层规划模型和投资主体层面的下层规划模型，所述上层规划模型的输出结果和所述下层规划模型的输出结果互相反馈；对所述上层规划模型的目标函数求解，确定最优调度计划；对所述下层规划模型的目标函数求解，确定最优改造策略；根据所述最优调度计划和所述最优改造策略输出机组最优改造方案。3.如权利要求2所述的发电侧改造方案确定方法，其特征在于，所述上层规划模型以系统总运行成本最低为目标函数，所述下层规划模型以投资主体利益最大为目标函数。4.如权利要求2所述的发电侧改造方案确定方法，其特征在于，采用粒子群优化算法对所述上层规划模型的目标函数求解，采用遗传算法对所述下层规划模型的目标函数求解。5.如权利要求2所述的发电侧改造方案确定方法，其特征在于，基于火电灵活性改造方案数据、机组类型构建火电机组成本函数凸组合，具体包括：热电机组成本函数凸组合通过下式描述：其中，为chp机组i在时刻t的输出电功率，为热功率，为能耗成本；为机组各调峰阶段的顶点坐标，同时，顶点组合系数和满足以下约束：满足以下约束：其中，和分别为机组运行在抽气和背压运行模式的逻辑变量；纯凝机组成本函数的凸组合通过下式描述：
其中，S
RPR
，S
DPR
和S
DPRO
为不同调峰阶段的分段区间集合；J<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永刚，徐姗姗，胡嘉璇，郭通，王月，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司，
类型：发明
国别省市：