【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发电机组检修计划安排领域，特别涉及一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法。
技术介绍
1、电力系统的高效可靠运行对于满足日益增长的电力能源负荷需求至关重要。而发电机组作为电力系统的支柱，一旦出现意外故障，除了影响电力系统的发电效率和可靠性，还可能会导致电力系统出现故障或瘫痪。因此，发电机组需要提前制定好定期检修计划，以确保其正常运行，最大限度减少因意外故障导致的停机时间。电力系统中长期运行所需制定的发电机组检修计划所涉及的时间跨度长、问题规模大、求解难度高，因此如何设计一种高效的发电机组检修模型是电力系统中长期可靠运行的重要难题。
2、发电机组检修问题需要考虑检修次数、持续时间、连续性、最小时间间隔等约束，以优化检修资源利用率的同时，最小化因预防性检修导致的运营成本增加。过去，检修计划通常是依赖于基于规则的简单方法制定的，即根据固定的时间间隔或事先确定的运行时间安排检修，这种方法往往无法考虑电网的动态运行特性，导致检修计划不理想，系统可靠性降低。
3、目前针对发电机组检修安排问题，国内外学者已展开广泛研究，主要处理方法有启发式和数学优化方法等。其中启发式方法主要包括等备用(率)法、等风险度法等，该类方法主要聚焦的是等备用或等风险度等系统可靠性目标，通过启发式算法对机组的检修顺序进行排序，使系统整个生产运行周期内备用率或风险度尽可能相等且最小，此类方法虽然计算速率快，但无法模拟电力系统实际生产运行过程，难以保证其结果的可操作性和经济性。数学优化方法主要基于混合整数规划(mi
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，解决了现有建模方法无法在合理时间获得高质量解的问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术公开了一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，包括以下步骤：
4、1)基于火电机组、水电机组、储能装置、抽水蓄能机组、风电及光伏的生产运行特征，建立以机组组合模型为基础的发电机组检修模型；
5、2)基于松弛机组集群组合方法，将机组组合模型线性松弛并嵌入发电机组检修模型中，建立rcuc检修模型；
6、3)基于机组聚合技术，采用整数变量建模rcuc检修模型中机组集群的检修变量，以系统总成本最小为目标，建立改进rcuc检修模型，则得到所述的高效发电机组检修模型。
7、进一步，步骤1)具体为：
8、先建立火电机组、水电机组、储能装置、抽水蓄能机组、风电及光伏的生产运行特征，明确其各自生产运行时需满足的约束条件，建立以机组组合模型为基础的生产运行约束；
9、建立火电机组及水电机组的检修约束；
10、生产运行约束和检修约束构成了发电机组检修模型。
11、进一步，火电机组的生产运行需满足的约束条件包括出力上下限限制、爬坡能力限制、启停状态变化限制、最小连续开/关机时间限制，其数学模型的具体约束条件为：
12、
13、
14、
15、ug,t＝ug,t-1+sug,t-sdg,t,t∈[2,t]z (4)
16、
17、
18、ug,t,sug,t,sdg,t∈{0,1} (7)
19、sug,t+sdg,t≤1 (8)
20、其中，0-1变量ug,t为机组g在t时刻的启停状态，开机ug,t＝1，关机ug,t＝0；为机组g的最小技术出力比例；capg为机组g的额定容量；分别为机组g的开机爬坡率、关机爬坡率；分别为机组g的上爬坡率、下爬坡率；分别为机组g的最短开机时间、最短关机时间；pg,t为火电机组g在t时段的实际出力；sug,t为火电机组g在t时段的启动动作变量，1表示启动，0表示未启动；sdg,t为火电机组g在t时段的关停动作变量，1表示关停，0表示未关停；
21、储能装置的运行需要满足充放电功率上下限约束、相邻时段的能量平衡方程、载荷状态上下限的限制以及其初始状态和末时状态的储电量相等的限制，储能装置的生产运行特征的数学模型约束条件具体为：
22、
23、
24、
25、
26、
27、其中，分别为储能装置n在t时刻的充/放电功率；表示储能装置n的装机容量；表示储能装置n在t时刻的储电量；分别为储能装置n的充/放电效率；socn,t表示储能装置的载荷状态；表示储能装置的最大载荷状态，表示储能装置的最小载荷状态，表示储能装置的最大储电量；表示储能装置初始状态的储电量；表示储能装置末时状态的储电量；
28、抽蓄蓄能机组需满足抽水/发电功率约束、能量平衡约束以及储电量上下限约束，抽水蓄能机组的生产运行特征的数学模型约束条件为：
29、
30、
31、
32、
33、
34、
35、其中，0-1变量分别为抽蓄机组n在t时刻的抽水/发电状态，抽水状态发电状态分别为抽蓄机组的最小/最大抽水功率；分别为抽蓄机组的最小/最大发电功率；分别为抽蓄机组的抽水/发电功率；表示抽蓄机组n在t时刻的储电量；分别为抽蓄机组n的充/放电效率；表示抽蓄机组初始状态的储电量；表示抽蓄机组末时状态的储电量；表示抽蓄机组的最小储电量；表示抽蓄机组的最大储电量；
36、水电机组需要满足最小技术出力及装机容量约束，同时还需要满足水量分配约束和弃水量非负限制，水电机组的生产运行特征的数学模型约束条件为：
37、
38、
39、
40、
41、其中，为水电机组n的最小技术出力比例；0-1变量表示水电机组的启停状态；tk为第k周内的时段集合；k为一年内的周集合；和分别为水电机组n在t时段的发电功率及弃电功率；变量为水电机组n在第k周的分配水量对应的给定发电量；为水电机组n的年总电量；为水电机组n在第t时刻的弃水电量；
42、对于风电和光伏装置，当其预测出力值过高时，电力系统中的负荷不足以全部消纳完其预测出力，需要进行弃风、弃光操作，弃风、弃光量需小于其预测出力值，数学模型约束条件具体为：
43、
44、
45、其中，为风电机组n在t时段的预测出力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，步骤1)具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，火电机组的生产运行需满足的约束条件包括出力上下限限制、爬坡能力限制、启停状态变化限制、最小连续开/关机时间限制，其数学模型的具体约束条件为：
4.根据权利要求3所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，步骤2)的具体过程如下：
5.根据权利要求3所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型，其特征在于，步骤3)中，采用整数变量建模RCUC检修模型中机组集群的检修变量，具体为：
6.根据权利要求1所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型，其特征在于，步骤3)中，以系统总成本最小为目标，需要构建最小化系统运行成本的目标函数，具体为：
7.根据权利要求4所述的
8.根据权利要求7所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型，其特征在于，电力系统中发电机组运行还需满足联络线容量约束、功率平衡约束，联络线容量约束如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，步骤1)具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，火电机组的生产运行需满足的约束条件包括出力上下限限制、爬坡能力限制、启停状态变化限制、最小连续开/关机时间限制，其数学模型的具体约束条件为：
4.根据权利要求3所述的一种基于机组聚合和线性松弛的高效发电机组检修模型的构建方法，其特征在于，步骤2)的具体过程如下：
5.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雄，张徐涵，曹滨睿，樊雍龙，尹成，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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