一种基于等效电量函数法的随机生产模拟方法技术

本发明专利技术涉及电力系统规划和运行调度领域，公开了一种基于等效电量函数法的随机生产模拟方法。它包括以下步骤：首先，确定电力系统运行的最佳电量不足期望值ＥＥＮＳ和最佳电力不足概率ＬＯＬＰ；其次，采集电力系统负荷曲线和所有发电机组的容量和强迫停运率，确定发电机组带负荷的优先顺序；最后，按照发电机组带负荷的优先顺序，假设依次投入发电机组，利用等效电量函数法逐次计算出电力系统电量不足期望值ＥＥＮＳ和电力不足概率ＬＯＬＰ，搜索同时满足最佳电量不足期望值ＥＥＮＳ和最佳电力不足概率ＬＯＬＰ的最佳发电机组组合，即同时满足最佳不足期望值ＥＥＮＳ和最佳电力不足概率ＬＯＬＰ，且发电机组数量最小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力生产计划或电源规划领域，特别涉及。
技术介绍
为了制定一个合理的电力生产计划或选择一个合理的电源规划方案，往往需要上百次的生产模拟计算。在随机生产模拟引入电力系统分析的最初阶段，等效持续负荷曲线是用离散点的函数值来描述的。对于一般规模的电力系统，为了保证计算的精确度，往往需要数以百计的离散点描述其持续负荷曲线。由于每次卷积及反卷积计算都必须重新计算这些离散点的函数值，计算量相当大。随着电力系统规模的扩大以及水电机组和分段机组的考虑，这种采用递归计算处理离散点的方法使计算量急剧上升，给随机生产模拟的实际应用带来很大困难。 用随机分布的数字特征半不变量描述系统的持续负荷曲线和各发电机组的随机停运，这个方法把随机生产模拟中运算量最大的卷积运算和反卷积运算简化为几个半不变量的加减运算，使整个计算效率显著提高，推动了随机生产模拟技术在电力系统中的广泛应用。但是，半不变量法所固有的误差问题却阻碍了它的进一步推广。当电力系统规模较小及系统负荷曲线较平坦时，半不变量法可能引起较大的误差，在随机生产模拟中计算出电力不足概率LOLP为负的情况也时有发生。而我国电力系统恰恰具有这种特点，采用上述方法存在缺陷。 实际上，半不变量法只是一个实用计算方法。从理论上讲，既不能保证Gram-Charlier展开式和Edgeworth展开式的收敛性，也不能确切地给出实际应用的误差范围。因此在实际电力系统随机生产模拟计算时，其误差往往难以估计和控制，导致电力系统可靠性和经济性评估误差很大。针对半不变量法的误差问题，导致电力系统可靠性和经济性评估误差问题相继提出了一些改进措施，但是这些措施都以牺牲半不变量法高效率的优点为代价，同时也使算法复杂化，因而有待进一步完善。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于提供，它能够快速准确地进行电量计算，准确评估电力系统可靠性和经济性，优化电力系统运行。 为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案，其特征在于，包括以下步骤 首先，确定电力系统运行的最佳电量不足期望值EENS和最佳电力不足概率LOLP； 其次，采集电力系统负荷曲线和所有发电机组的容量和强迫停运率，确定发电机组带负荷的优先顺序； 最后，按照发电机组带负荷的优先顺序，假设依次投入发电机组，利用等效电量函数法逐次计算出电力系统电量不足期望值EENS和电力不足概率LOLP，搜索同时满足最佳电量不足期望值EENS和最佳电力不足概率LOLP的最佳发电机组组合，即同时满足最佳不足期望值EENS和最佳电力不足概率LOLP，且发电机组数量最小。 目前采用的发电系统可靠性指标主要有电力不足概率LOLP，是指发电系统裕度小于0的概率；电量不足期望值EENS，是指在研究周期内由于供电不足造成用户停电所损失电量的期望值，它可转化为停电损失费，从而进行技术经济分析。本专利技术通过快速准确的计算电力不足概率LOLP，电量不足期望值EENS及各发电机组发电量的期望值，根据电力系统运行的最佳不足期望值EENS和最佳电力不足概率LOLP与实际电力系统运行情况进行对比，一方面可以对实际电力系统进行优化调度，调整发电机组的投运与退出；另一方面，可以用于电力系统电源规划，设计计算电力系统需要增加的发电机组容量与数量。 附图说明 图1是一般电力系统持续负荷曲线图； 图2是等效电量函数法的几何解释图； 图3是等效持续负荷曲线f(n)(x)求解LOLP示意图； 图4是多状态发电机组运行状态示意图； 图5是等效电量函数法的计算流程图； 图6是手工算例中的日负荷曲线图； 图7是手工算例中负荷曲线及等效电量函数E(0)(J)示意图。 具体实施例方式 本专利技术基于专利技术人提出的等效电量函数法。理论上来说，等效电量函数法是一个准确的电量计算方法。由于该方法直接利用电量进行卷积及反卷积运算，使计算量显著下降，而且在处理给定电量的发电机组(如水电机组、抽水蓄能机组)时非常灵活。实际计算结果表明，该方法不但精度高、速度快，而且程序非常简单。 1.等效电量函数法的基本原理 首先给出电量函数的定义。设已知研究周期T内系统持续负荷曲线(见图1) t＝F(x) 其中t代表时间，x表示负荷； 则知持续负荷曲线的概率分布为 p＝f(x)＝F(x)/T 把x轴按x/Δx分段，于是可以定义一个离散的电量函数 式中 J＝<x/Δx>+1 尖括弧表示取不大于x/Δx的整数。E(J)相应于从x到x+Δx这一段负荷曲线下的面积，即该段负荷对应的电量。若系统最大负荷为xmax，则对应的离散变量值为 NR＝<xmax/Δx>+1 电力系统负荷的总电量为 等效电量函数是把发电机组随机停运影响考虑在内的电量函数。在常规递归算法中，发电机组的停运因素是用修改等效持续负荷曲线ELDC的方法来考虑的。在等效电量函数法中，用发电机组随机停运的影响来修正电量函数。 设原始持续负荷曲线的概率分布为f(0)(x)，对应的电量函数为E(0)(J)。在安排完第i-1台发电机组运行以后得到等效持续负荷曲线f(i-1)(x)，对应的等效电量函数为E(J-1)(J)。现在安排第i台发电机组运行，设其容量为Ci，强迫停运率为qi，则等效持续负荷曲线f(i)(x)可表示为 f(i)(x)＝pif(i-1)(x)+qif(i-1)(x-Ci) (3) 式中pi＝1-qi。根据式(1)可以把上式转换为相应的等效电量函数 将式(3)代入上式，可知 E(i)(J)＝piE(i-1)(J)+qiE(i-1)(J-Ki) (4) 式中Ki＝Ci/Δx(5) 由于Δx将根据所有发电机组容量的最大公因子选择，故Ki为整数。 式(4)的形式与式(3)相似，它是等效电量函数法的卷积计算公式。该式的几何解释如图2所示。式中的E(i-1)(J)、E(i)(J)分别与图中面积abcd及abef对应，而面积abgh与E(i-1)(J-Ki)相对应。 第i台发电机组的发电量Egi为 (6) 式中，Ji-1＝xi-1/Δx Ji＝(xi-1+Ci)/Δx＝Ji-1+Ki (7) 由式(7)可知，为了求发电机组i的发电量，只要将离散点Ji-1+1到Ji之间等效电量函数值之和乘以概率pi即可。 在安排第i台发电机组运行以后，前i台发电机组带了区间(1，Ji)的负荷，这时系统尚未满足的负荷电量应为 式中EDi为前i台机组带负荷后系统尚缺的电量，设电力系统共有n台发电机组，则EDn即为该系统的电量不足期望值 系统电力不足概率LOLP的计算方法需借助于等效持续负荷曲线f(n)(x)来说明。图3表示了f(n)(x)的右端尾部的情况。设系统发电机组的总运行容量Ci，则LOLP值与图中线段AB对应。由于f(n)(x)是一个单调下降的连续曲线，所以LOLP应大于其右侧Δx邻域内任意一点的函数值，从而也大于该区间内函数f(n)(x)的平均值 2.多状态机组与分段机组的处理 如前所述，当需要考虑发电机组由于辅助设备故障而降额运行时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等效电量函数法的随机生产模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：　首先，确定电力系统运行的最佳电量不足期望值ＥＥＮＳ和最佳电力不足概率ＬＯＬＰ；　其次，采集电力系统负荷曲线和所有发电机组的容量和强迫停运率，确定发电机组带负荷 的优先顺序；　最后，按照发电机组带负荷的优先顺序，假设依次投入发电机组，利用等效电量函数法逐次计算出电力系统电量不足期望值ＥＥＮＳ和电力不足概率ＬＯＬＰ，搜索同时满足最佳电量不足期望值ＥＥＮＳ和最佳电力不足概率ＬＯＬＰ的最佳发电机组组 合，即同时满足最佳电量不足期望值ＥＥＮＳ和最佳电力不足概率ＬＯＬＰ，且发电机组数量最小的组合。

【技术特征摘要】
1、一种基于等效电量函数法的随机生产模拟方法，其特征在于，包括以下步骤首先，确定电力系统运行的最佳电量不足期望值EENS和最佳电力不足概率LOLP；其次，采集电力系统负荷曲线和所有发电机组的容量和强迫停运率，确定发电机组带负荷的优先顺序；最后，按照发电机组带负荷的优先顺序，假...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锡凡，王秀丽，陈天恩，别朝红，王建学，丁晓莺，
申请(专利权)人：西安交通大学，西北电网有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]