安全约束调度中通用性成本空间的生成方法

专利名称：安全约束调度中通用性成本空间的生成方法
技术领域：
本发明涉及电网调度机构在编制满足各类安全约束的发电计划过程中一种通用 性成本空间的生成方法。
背景技术：
从上世纪80年代中后期开始，随着电力投资多元化的深入，为了保证各投资主体 的合法经济利益，发电计划的编制以“三公”调度为原则。“三公”调度的目标是在保证电网 安全运行的同时，使同类机组在各种计划周期内的利用小时基本相当。这种做法在一定时 期内促进了电力工业快速发展，但也导致了高效环保的大火电机组发电能力无法充分发挥 作用，高污染、高能耗的小火电机组却能多发电的情况。随着电力体制改革的深入和国际金融、能源格局的变化，对发电计划又提出了依 据电力市场规则或者是节能调度原则进行调度的要求。同时，新型输电技术的应用和电力 系统规模的扩张，使得发电计划编制的目标和约束也越来越复杂，传统以人工编制为主的 发电计划编制方式越来越无法适应生产实践的要求，因此需要利用严谨的、通用的数学规 划软件包来开发一套满足各种约束条件的安全约束调度软件，实现发电计划编制的模式从 面向曲线的方式向面向约束的方式转变，通过提高计划编制的智能化水平，适应电力市场、 节能调度、“三公”调度对发电计划编制的要求。安全约束调度是电力系统调度机构在发电计划管理中应用到的一个核心技术，包 括了安全约束机组组合(Security-Constrained Unit Commitment，简称SCUC)和安全约束 经济调度(Security-Constrained Economic Dispatch，简称SCED)两方面内容。调度机构 的发电计划管理实现的目标是在满足各种的网络和机组运行参数的前提下，考虑各类经 济、节能、环保政策的要求，保证系统的发用电平衡，从而实现电网安全、稳定、优质运行。从 理论上分析，安全约束调度是一个大规模、非线性、时变的、混合整数优化问题，必须通过对 生产现实的分析，构建合理的数学模型，然后通过数学规划包予以实现。电力市场的目标是社会效益最大化，相应于发电侧市场就是购电成本最小化。其 目标函数如下minF= J； Clt(Plt)_公式⑴
=1,/=1其中=Ciit(Pu)指t时段第i台机组出力处的购电成本。在这个目标函数下，系统还要满足以下约束条件1)各时段机组出力总和与总需求出力向平衡的约束；2)系统开机情况满足备用的要求；3)各机组出力保持在其技术最大出力和技术最小出力之间的约束；4)各机组的升降坡速率满足机组特性要求；5)网络各支路潮流保持在正常限值范围内的约束；6)网络各断面潮流保持在正常限值范围内的约束；
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7)其他约束。目标函数中的Ciit(Pu)用以下公式表示
mCll(Pll) = Clbas^YklApl (1 = 1,2,3,…m)——公式(2)
/=1
m这里Ciibase指机组在Pi, t出力点的基本成本；Σ、ΔΑ指机组在Pi, t出力点的变动
成本丸表示在Pi, t出力点的边际报价。 ^Pi
P1J-Pm,, iIipm,, <P,,t^Pm+u) Pm,, -PI,, if{Pi+u<P,,t)
-公式(3)
P,mm ^ P1^ Pi,,、Pm, ^ P,
/,max
Pl,ι = P ι,mm Pm,ι Pi.mx
m e M
-公式⑷M为分段直线的总段数。因此在电力市场下，各电厂必须针对其每台机组的每个时段，申报出一条单调递 增的报价曲线，来表征出力和成本的映射关系。电力市场出清后，各机组出清容量上的价格 都是一样的，称为市场出清价格。节能调度的理想模式下，每台发电机组都有一条耗量微增曲线，用于表征在各出 力点每增加单位出力需要增加的煤耗量。只要将公式⑴中的、用Pi,t出力点的耗量微增 来替代就能直接将计划编制的模式从电力市场模式转化到节能调度模式。节能调度模式， 各时段机组的耗量微增都相等。“三公”调度目标的实现，本质上是一个电量控制的过程，而发电计划编制却是一 个电力控制的过程。电量控制过程，会带来很多时序相关的约束，比如需要设置许多的机组 或者机组群在一定时段的电量约束，设置不同电量约束之间的关系等等。这样做会使计算 效率急剧降低，无法满足实用化的时间要求。因此，在国内的实践应用中大部分是采用计算 机模拟各种人工编制的方法进行计划编制。但这种方法又限制了安全约束调度对电力市 场、节能调度和“三公” 了开发、培训、维护和应用的成本。
2、、调度等各种模式的适应性，在不同的模式下重新进行软件开发，提高

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提出了通过对电力调度规律的总 结，结合电力市场和理想节能调度的经济学理论，构建数学规划所需要的成本空间，使安全 约束调度功能在不同的运行体制下具有通用性的思想，并利用该思想提出并实现了一种 “三公”调度体制下，根据各类电源的机组运行特性及其在发电计划编制中出力加载的规 律，生成数学规划所需要的成本空间的方法。本发明是通过以下途径来实现的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，包括以下主要步骤提供一种参数设置装置，用于根据不同类型电源发电调度规律，和各类机组运行 特性设置它们的序成本分布空间；
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提供一种数据读取装置，用于读取与成本空间编制相关的基本数据，包括机组参 数、运行约束等；提供一种数据校验装置，其接收参数设置装置中的设置参数和数据读取装置中的 基本数据，并对设置参数和基本数据进行逻辑判断，将不相符合的设置参数和对应的基本 数据反馈到参数设置装置和数据读取装置中，重新接收和读取，直到逻辑判断双方数据符 合条件； 按照如下规律顺序进行加载各类电源1、在“三公”调度下可以按照固定出力机组、可再生能源(风电等)、水电、火电的 顺序加载机组出力；在枯水期以水电调峰为主、丰水期以火电调峰为主、在节能调度下可以 按照政府规定的发电顺序加载机组出力；2、火电机组按照负荷率的需要从高到底的顺序加载出力；各个火电机组按照脱油 温燃出力、最低技术出力、正常低出力、最大技术出力的顺序加载出力；水电机组分为可调 节(周调节及以上)和不可调节水电两大类，不可调节的优先于可调节水电发电；LNG机组 根据需要确定调峰运行方式；3、根据边际电价的理论构建各火电机组期望出力的序成本；根据上述提供的数据以及各类电源的在计划编制过程中的出力加载规律，将各发 电机组的出力从0出力到最大技术出力分成若干段，并为各段设定其序成本值，形成了一 种可用于安全约束调度的成本空间。安全约束调度是调度机构日前发电计划编制的核心内容。目前，日前发电计划编 制的政策体制主要有节能调度、电力市场和“三公”调度等三种模式。在节能调度和电力市 场下，日前发电计划编制的机组成本分别为煤炭的耗量微增成本和电厂的发电报价成本。日前计划的无约束计划实际上是一个最优次序的出力安排过程，从安全约束调度 角度必须将这种序表述成如本文背景技术所述的成本表达方式，以驱动安全约束调度生成 的发电计划符合“三公”调度的一系列要求。这种根据排序获得的成本称为序成本。这两 种成本都可以用以下公式表示C(χ) = Aa(χ) Xx+b当机组出力带到χ时，其成本C(x)由基本成本b和变动成本Aa(x) X χ两部分组 成。其中X由其起始出力到最大技术出力分成若干段，可以用x(i)来表示，i表示X处于 第i个段；△ a (X)可以表述成a [X (i) -a [X (i_l)]，也就是X处于i段的发电成本减去χ处 于i-Ι段的发电成本。安全约束调度的目标函数为min Σ C(X)，即使所有优化对象的总成本最小。各机 组的出力是按照其C(X)从小到大的顺序加载上去的。因此目标函数中的成本因子a[x(i)] 和b是驱动机组出力加载的核心因素。所有的机组发电成本可以组成一个由时间维、机组 维和容量维组成的成本空间。该空间中各机组各时段的成本曲线具有单调上升的特性。这 些特性也是求解安全约束调度目标函数的数学规划软件包的要求。节能调度体制下，机组的耗量微增曲线可以通过试验获得；电力市场体制下，机组 的出力成本可以通过电厂自动申报获得。“三公”调度体制下，不存在这么一个满足安全约 束调度特性的成本空间。电力市场环境中，市场出清后，各机组出清容量上的价格都是一样的，称为市场出
7清价格；在节能调度环境中，各时段机组的耗量微增都相等；在“三公”调度环境中，各时段 火电机组出力点对应的序成本都一致。本发明解决的问题首先提出了一种通过对电力调度规律的总结，结合电力市场和 理想节能调度的经济学理论，构建数学规划所需要的成本空间，使安全约束调度功能在不 同的运行体制下具有通用性的思想。并利用该思想提出并实现了一种“三公”调度体制下， 根据背景技术中的公式(1)所述的数学模型的要求，构建一个满足安全约束调度特性的成 本空间的方法，使公式(1)的数学模型可以适用于各种调度模式。这样在“三公”调度模式下根据不同类型电源的运行特点，和火电机组的脱油稳燃 点、最小技术出力点、正常最小出力点、期望电量下运行出力点、正常最大出力点、超出力点 构建成本空间，并驱动该优化数学模型进行计算。在电力市场模式下，可将各机组的分段报 价曲线用于驱动该优化数学模型进行计算；在按照耗量微增进行节能发电调度的模式下， 可将各机组的分段煤耗微增曲线用于驱动该优化数学模型进行计算。大电网安全约束经济调度的求解是分为模型建模和调用优化算法求解两大块组 成，优化目标是通过成本空间的驱动得以实现的。通过对电网调度模式、运行规律的分析和 对优化算法的研究可以发现，成本空间的构建可以主动地介入到整个建模和求解过程中， 在保证优化性的前提下大大降低大电网安全约束经济调度的求解难度。这样，通过对调度的生产规律的总结，结合电力市场和节能调度的经济学理论，提 出了一种优化算法所需要的，包含了发电调度负荷加载顺序、约束调整顺序等信息的“序成 本空间”构建方法，将成本管理协同到求解安全约束经济调度的过程中，使优化算法能通用 性地适应“三公”调度、节能调度、成本调度、电力市场等多种发电模式的需要，为实现发电 资源优化配置、实现大电网安全约束、降低电网损耗、进一步提高输变电资源提供了一个新 的解决途径。在安全约束调度中，无需再根据具体情况进行复杂的建模和求解，本发明所述 方法提供了一种省时、省力，具有通用性的成本空间生成方法，其发明意义在于①本发明有效地将电量约束表述成成本空间方式，通过将复杂大规模优化调度问 题在空间维、时间维、约束维和目标维的分解与协调，实现了时段约束的解耦，将时段问题 化简成线性问题，充分利用混合整数规划算法全局寻优的特点，一方面能有效提高计算速 度，另一方面也使并行计算成为可能。②多目标协调优化策略，需要解决节能发电调度及电力市场环境下对安全、节能、 环保、经济等综合目标的优化，本发明提供了一个可以综合各种因素的成本空间生成方法， 达到多目标规划的目的。通用性成本空间的构建过程中，可以根据需要细化容量和成本分 段达到提高计算效率和编制的计划可用性的目的。③通用成本管理方式可以将传统安全约束调度中“硬约束”转化成“软约束”，增加 了安全约束调度过程中阻塞管理的空间，提高了数学模型解算的收敛性。④通用性成本空间的构建了与电力市场和等微增节能调度一致的单调递增的成 本曲线，搭建了国内外先进的混合整数规划方案与调度生产实际相结合的桥梁，能够实现 多种调度模式(三公调度、电力市场、节能减排调度)的平滑过渡。基于上述加载各类电源负荷的规律，提供一种可供参照的加载顺序，在实际运用 中可根据具体情况进行调整。加载各类电源负荷的参考顺序如下①开机火电最低脱油稳燃出力，即对于开机运行的火电机组首先要运行到其脱油
8稳燃出力位置；②固定运行机组出力，对于因机组检修、消缺或者其他工艺限制需要按照固定出 力运行的机组需要先加载到其固定出力值；③风电计划出力，根据风力预测推算的风电计划出力值；④热电联产机组计划出力，由热电联产机组根据供热情况提出的出力建议值；⑤水电计划出力，根据水情预测，结合跨流域优化后确定各水电的计划出力值；⑥火电机组的最低技术出力，在以上基础上将各火电机组按照计划负荷率从大到 小的顺序加载到最低技术出力；⑦火电机组的正常低技术出力，在以上基础上将各火电机组按照计划负荷率从大 到小的顺序加载到正常运行低技术出力值；⑧LNG机组出力，LNG机组的调峰性能比较好，一般情况下低谷停机，而高峰开机 运行；⑨火电机组正常调峰出力，在以上基础上根据各火电计划负荷率从大到小的顺序 交替加载各火电机组的出力，先到期望出力，再到最大基数出力，，直到满足系统的负荷需 要；⑩水电的超出力空间，根据水电超出力发电顺序，交替从各水电计划出力到最大 出力之间的调峰空间出力，直到满足系统的负荷需要。 热电联产机组最大出力，如果其他各类机组的出力都带满，还无法满足系统负 荷需要，则要调用有热电联产机组的超计划出力，直到其最大出力。例如在电网调度中各类机组出力的加载顺序可以描述成 火电脱油温燃出力； 固定出力机组计划出力； 风电从0加载到计划出力； 径流水电从0加载到计划出力； 可调整水电按照下调顺序逆序从0加载到计划出力； 火电按照综合负荷率从高到底的顺序分别从脱油温燃加载到最低技术出力； 火电按照综合负荷率从高到底的顺序分别从最低基数出力加载到正常低出 力； 火电按照综合负荷率从高到底的顺序分别从正常低出力加载到期望出力； 火电按照综合负荷率从高到底的顺序分别从正常低出力加载到最大技术出 力； 可调整水电按照上调顺序从计划出力加载到最大出力。机组出力卸载顺序与加载顺序相反。当系统发生网络约束需要上调机组出力时按照以上顺序上调；当系统发生网络约 束需要下调机组出力时按照以上顺序逆序下调。以上这个机组出力加载顺序可以成为一个序模型。在双轨制的电力市场或者节能 调度体制下，可以根据规则，按照以上思想编制没有参与市场竞争或者节能调度机组的序 成本，形成另外一种序模型。在同一个序模型下，对于同一类机组的序成本可以采用顺序排序或者交叉排序的方式进行序成本的编制，形成一种序方案。在发电计划编制过程中，可以根据实际运行的要求，临时改变个别机组的排序位 置，从而在同一序方案下形成一组计划序。在火电序成本编制过程中，通过将各火电机组的期望出力的序成本确定，形成了 从正常低出力到最高出力按照不同斜率单调上升的序成本，保证在期望出力处的边际成本一致。在完成序成本空间编制后，可以引入网损因子，修正相应的序成本，使得发电计划 编制过程中能实现网损最小化的目的。对各类的电源，不同的机组进行顺序出力加载可以弱化固定出力机组的无法调整 弊端，同时加强安全约束调度自身的作用，减少了固定出力机组也就降低了人工编制的强 度，达到自动化的要求。本发明所述安全约束调度的序成本空间生成方法可以进一步具体化，首先说明各 类电源的序成本值的形成方法具体如下1、火电的序成本值形成方法首先设定各个火电厂的计划电量、电量负荷率；将火电的发电总电量按照计划电 量的比例分摊到各电厂成为期望电量，并生成期望负荷率；将期望负荷率减去脱油温燃出 力对应的负荷率，形成调整电量负荷率；按照调整电量负荷率从高到底的顺序排序，将其作 为从脱油温燃到最低技术出力、最低技术出力到正常低出力、正常低出力到最大出力之间 序成本编制的顺序；其次按照各火电机组期望电量的比例分摊各时段火电机组所承担的出力，获得各 火电机组在各时段的期望出力值；第三利用火电机组正常低出力到最大出力的序成本范围，构建一个与所有火电机 组承担的总负荷曲线线性相关的边际序成本，得到各时段火电边际序成本；最后利用各火电机组在各时段的正常低出力与正常低出力序，期望出力和火电边 际序成本形成的连线，构建从正常低出力到最大出力的序成本。2、水电的序成本值形成方法将水电分为有径流式水电和可调整水电。对可调整水电的从0出力到计划出力给 予一个介于径流式水电和脱油温燃出力的序成本；对于计划出力到最大出力给予一个大于 火电最大出力的序成本，以保证在火电全加载满后才按顺序加载可调整水电出力，在火电 全降到脱油温燃后才按顺序降低可调整水电的计划出力。对径流式电厂计划出力安排一个 介于风电出力和可调整水电最低出力之间的序，保证能在可调整水电降低到最低出力后才 降低径流水电出力。3、风电的序成本值形成方法根据风力预测给出风电预计出力。对风电的0出力到计划出力之间给出一个介于 固定出力和径流水电出力之间的序。保证在径流式水电调整到位后才弃风调整。4、其他类电源的序成本值形成方法热电、炼化热电联产电厂、炼化电厂的发电同电厂其他生产工艺有关，因此当成 固定出力机组处理，对其计划出力给出一个非常低的序成本，保证在计划编制过程中能优 先加载到该计划出力。
LNG电厂LNG，Liquefied Natural Gas，液化天然气，是指以液化天然气作为燃料 的发电机组。这些机组在电网运行中实行两班制调峰，在低谷时段全停，在高峰时段给予与 火电调峰出力80%位置相当的序，保证其能在运行中很好起到调峰作用。然后将上述所得的序成本曲线，结合各个机组的运行参数和电网负荷数据，按照 一天中每15分钟一个时段，构建一个具有时间维度、机组维度和容量维度的三维序成本空 间，并且各机组每个时段的序成本具有单调上升的特性，使得安全约束调度功能具有不同 体制下的通用性。序成本空间生成过程中，机组容量的分段可以调整，以确保编制的发电计划曲线 的平滑性。本发明还可以进一步具体为根据公式(1)所构建的安全约束调度数学模型可以采用数学规划软件包得到高 效求解。公式(1)在电力市场下实现全系统购电成本最小化；在节能调度体制下实现购电 煤耗最小化；在“三公”调度下实现购电顺序最小化。采用数学规划软件包对公式(1)求解时要求提供一组由时间维度、机组维度和容 量维度的成本空间。该成本空间中各机组在每个时段的成本必须按照容量单调递增。本发明通过对“三公”体制下机组出力加载顺序的总结，提出了编制发电“序成本” 的方法，能够使公式(1)构建的安全约束调度数学模型在不同的体制下具有通用性，减少 核心软件开发成本。该方法还可以推广到具有双轨特性的电力市场或者节能调度体制下。 所谓的双轨特性电力市场或者节能调度体制是指有部分机组参与市场竞争(或者节能调 度)，另外部分机组按照“三公”调度原则调度的情形。综上所述，本发明相比现有技术具有如下优点提供了一种在“三公”调度体制下 省时、省力的成本空间生成方法。该方法通过对调度的生产规律的总结，构建了包含了发电 调度负荷加载顺序、约束调整顺序等信息，满足安全约束调度特性的“序成本空间”，将成本 管理协同到求解安全约束经济调度的过程中，使安全约束调度的优化算法能通用性地适应 “三公”调度、节能调度、电力市场等多种发电模式的需要，为实现发电资源优化配置、实现 大电网安全约束、降低电网损耗、进一步提高输变电资源提供了一个新的解决途径。


图1是本发明所述的安全约束调度中通用性成本空间构建所应用的系统，即日前 发电调度计划编制的主要数据流程图的结构示意图。图2所示为本发明所述的安全约束调度中通用性成本空间生成方法的流程示意 图。下面结合附图对本发明进行更详尽的描述。
具体实施例方式最佳实施例参照附图1 日前发电调度计划编制的主要数据流程图。通用性成本空间构建是 本发明所述的技术方案。图中，各个模块的工作功能如下电厂信息上报是为炼化电厂、LNG电厂、热电联产的电厂上报其计划的发电曲线。
水调自动化系统是为成本空间的构建提供各类水电厂和风电厂的发电计划曲线。中长期风险管理系统是为通用性成本空间构建中的火电厂提供计划电量和计划 负荷率。人工干预是用于设定固定出力机组，并为他们制定固定曲线。检修管理系统为通用性成本空间构建提供电厂实验过程的出力限制。数据平台为通用性成本空间构建提供电厂机组的运行参数，比如脱油稳燃出力、 最低技术出力、正常低出力、最高出力、开停机典型曲线等。通用性成本空间构建后将成本提供给SCUC&SCED模块进行优化计算。检修管理系统还为S⑶C&SCED提供网络拓扑变化信息。约束管理系统为S⑶C&SCED提供电网运行的各类约束条件。下面结合附图1的功能，对本发明所述的技术方案做进一步描述参照附图2，安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，包括有如下步骤提供一种参数设置装置，用于根据不同类型电源发电调度规律，和各类机组运行 特性设置它们的序成本分布空间；提供一种数据读取装置，用于读取与成本空间编制相关的基本数据，包括机组参 数、运行约束等；提供一种数据校验装置，其接收参数设置装置中的设置参数和数据读取装置中的 基本数据，并对设置参数和基本数据进行逻辑判断，将不相符合的设置参数和对应的基本 数据反馈到参数设置装置和数据读取装置中，重新接收和读取，直到逻辑判断双方数据符 合条件。 按照如下顺序加载各类电源负荷；1开机火电最低脱油稳燃出力，即对于开机运行的火电机组首先要运行到其脱油 稳燃出力位置；2固定运行机组出力，对于因机组检修、消缺或者其他工艺限制需要按照固定出力 运行的机组需要先加载到其固定出力值；3风电计划出力，将风电的最大出力限值作为计划出力值；各时段风电的计划值 是要优先满足的，如果系统供不应求时，风电由于受风力的限值无法升出力，但是在网络约 束时或者供过于求时确可以降出力；4热电联产机组计划出力，在运行中，热电联产机组可以给出一个最低的技术出 力，这个用于保证发电能保证安全供热。这样在网络约束情况下可以从计划出力降到最低 技术出力运行；5水电计划出力，根据水情预测，结合跨流域优化后确定各水电的计划出力值；6火电机组的最低技术出力，在以上基础上将各火电机组按照计划负荷率从大到 小的顺序加载到最低技术出力；7火电机组的正常低技术出力，在以上基础上将各火电机组按照计划负荷率从大 到小的顺序加载到正常运行低技术出力值；8LNG机组出力，LNG机组的调峰性能比较好，一般情况下低谷停机，而高峰开机运 行。9火电机组正常调峰出力，在以上基础上根据各火电计划负荷率从大到小的顺序交替加载各火电机组的出力，先到期望出力，再到最大基数出力，直到满足系统的负荷需 要；10水电的超出力空间，根据水电超出力发电顺序，交替从各水电计划出力到最大 出力之间的调峰空间出力，直到满足系统的负荷需要；11热电联产机组最大出力，如果其他各类机组的出力都带满，还无法满足系统负 荷需要，则要调用有热电联产机组的超计划出力，直到其最大出力。设定固定出力机组以及固定出力值；有些机组因为实验或者检修运行中出力固定 不做调峰运行，这是计划人员需要指定这些固定出力的机组以及他们的固定出力值。根据上述提供的数据以及各类电源的在计划编制过程中的出力加载规律，将各发 电机组的出力从0出力到最大技术出力分成若干段，并为各段设定其序成本值，形成了一 种可用于安全约束调度的成本空间。具体各个电源的序成本值生成方法如下火电首先设定各个火电厂的计划电量、电量负荷率；将火电的发电总电量按照 计划电量的比例分摊到各电厂成为期望电量，并生成期望负荷率；将期望负荷率减去脱油 温燃出力对应的负荷率，形成调整电量负荷率；按照调整电量负荷率从高到底的顺序排序， 将其作为从脱油温燃到最低技术出力、最低技术出力到正常低出力、正常低出力到最大出 力之间序成本编制的顺序；其次按照各火电机组期望电量的比例分摊各时段火电机组所承担的出力，获得各 火电机组在各时段的期望出力值；第三利用火电机组正常低出力到最大出力的序成本范围，构建一个与所有火电机 组承担的总负荷曲线线性相关的边际序成本，得到各时段火电边际序成本；最后利用各火电机组在各时段的正常低出力与正常低出力序，期望出力和火电边 际序成本形成的连线，构建从正常低出力到最大出力的序成本。水电将水电分为有径流式水电和可调整水电。对可调整水电的从0出力到计划 出力给予一个介于径流式水电和脱油温燃出力的序成本；对于计划出力到最大出力给予一 个大于火电最大出力的序成本，以保证在火电全加载满后才按顺序加载可调整水电出力， 在火电全降到脱油温燃后才按顺序降低可调整水电的计划出力。对径流式电厂计划出力安 排一个介于风电出力和可调整水电最低出力之间的序，保证能在可调整水电降低到最低出 力后才降低径流水电出力。风电根据风力预测给出风电预计出力。对风电的0出力到计划出力之间给出一 个介于固定出力和径流水电出力之间的序。保证在径流式水电调整到位后才弃风调整。热电、炼化热电联产电厂、炼化电厂的发电同电厂其他生产工艺有关，因此当成 固定出力机组处理，对其计划出力给出一个非常低的序成本，保证在计划编制过程中能优 先加载到该计划出力。LNG电厂LNG，Liquefied Natural Gas，液化天然气，是指以液化天然气作为燃料 的发电机组。这些机组在电网运行中实行两班制调峰，在低谷时段全停，在高峰时段给予与 火电调峰出力80%位置相当的序，保证其能在运行中很好起到调峰作用。将上述所得的序成本曲线，结合各个机组的运行参数和电网负荷数据，按照一天 中每15分钟一个时段，构建一个具有时间维度、机组维度和容量维度的三维序成本空间， 并且各机组每个时段的序成本具有单调上升的特性，使得安全约束调度功能具有不同体制
13下的通用性。序成本空间生成过程中，机组容量的分段可以调整，以确保编制的发电计划曲线 的平滑性。本发明未述部分与现有技术相同。
权利要求
安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，包括以下步骤提供一种参数设置装置，用于根据不同类型电源发电调度规律，和各类机组运行特性设置它们的序成本分布空间；提供一种数据读取装置，用于读取与成本空间编制相关的基本数据，包括机组参数、运行约束等；提供一种数据校验装置，其接收参数设置装置中的设置参数和数据读取装置中的基本数据，并对设置参数和基本数据进行逻辑判断，将不相符合的设置参数和对应的基本数据反馈到参数设置装置和数据读取装置中，重新接收和读取，直到逻辑判断双方数据符合条件；按照如下规律顺序进行加载各类电源①在“三公”调度下可以按照固定出力机组、可再生能源(风电等)、水电、火电的顺序加载机组出力；在枯水期以水电调峰为主、丰水期以火电调峰为主、在节能调度下可以按照政府规定的发电顺序加载机组出力；②火电机组按照负荷率的需要从高到底的顺序加载出力；各个火电机组按照脱油温燃出力、最低技术出力、正常低出力、最大技术出力的顺序加载出力；水电机组分为可调节(周调节及以上)和不可调节水电两大类，不可调节的优先于可调节水电发电；LNG机组根据需要确定调峰运行方式；③根据边际电价的理论构建各火电机组期望出力的序成本；根据上述提供的数据以及各类电源的在计划编制过程中的出力加载规律，将各发电机组的出力从0出力到最大技术出力分成若干段，并为各段设定其序成本值，形成了一种可用于安全约束调度的成本空间。
2.根据权利要求1所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 基于上述加载各类电源负荷的规律，提供一种可供参照的加载顺序，为序模型①开机火电最低脱油稳燃出力，即对于开机运行的火电机组首先要运行到其脱油稳燃 出力位置；②固定运行机组出力，对于因机组检修、消缺或者其他工艺限制需要按照固定出力运 行的机组需要先加载到其固定出力值；③风电计划出力，根据风力预测推算的风电计划出力值；④热电联产机组计划出力，由热电联产机组根据供热情况提出的出力建议值；⑤水电计划出力，根据水情预测，结合跨流域优化后确定各水电的计划出力值；⑥火电机组的最低技术出力，在以上基础上将各火电机组按照计划负荷率从大到小的 顺序加载到最低技术出力；⑦火电机组的正常低技术出力，在以上基础上将各火电机组按照计划负荷率从大到小 的顺序加载到正常运行低技术出力值；⑧LNG机组出力，LNG机组的调峰性能比较好，一般情况下低谷停机，而高峰开机运行；⑨火电机组正常调峰出力，在以上基础上根据各火电计划负荷率从大到小的顺序交替 加载各火电机组的出力，先到期望出力，再到最大基数出力，，直到满足系统的负荷需要；⑩水电的超出力空间，根据水电超出力发电顺序，交替从各水电计划出力到最大出力 之间的调峰空间出力，直到满足系统的负荷需要；热电联产机组最大出力，如果其他各类机组的出力都带满，还无法满足系统负荷需要， 则要调用有热电联产机组的超计划出力，直到其最大出力。
3.根据权利要求2所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 机组出力卸载顺序与加载顺序相反。
4.根据权利要求2所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 当系统发生网络约束需要上调机组出力时按照以上顺序上调；当系统发生网络约束需要下 调机组出力时按照以上顺序逆序下调。
5.根据权利要求2所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 在同一个序模型下，对于同一类机组的序成本可以采用顺序排序或者交叉排序的方式进行 序成本的编制，形成一种序方案。
6.根据权利要求5所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 在发电计划编制过程中，根据实际运行的要求，临时改变个别机组的排序位置，从而在同一 序方案下形成一组计划序。
7.根据权利要求1所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 在完成序成本空间编制后，引入网损因子，修正相应的序成本，使得发电计划编制过程中能 实现网损最小化的目的。
8.根据权利要求1所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 火电的序成本值形成方法首先设定各个火电厂的计划电量、电量负荷率；将火电的发电总电量按照计划电量的 比例分摊到各电厂成为期望电量，并生成期望负荷率；将期望负荷率减去脱油温燃出力对 应的负荷率，形成调整电量负荷率；按照调整电量负荷率从高到底的顺序排序，将其作为从 脱油温燃到最低技术出力、最低技术出力到正常低出力、正常低出力到最大出力之间序成 本编制的顺序；其次按照各火电机组期望电量的比例分摊各时段火电机组所承担的出力，获得各火电 机组在各时段的期望出力值；第三利用火电机组正常低出力到最大出力的序成本范围，构建一个与所有火电机组承 担的总负荷曲线线性相关的边际序成本，得到各时段火电边际序成本；最后利用各火电机组在各时段的正常低出力与正常低出力序，期望出力和火电边际序 成本形成的连线，构建从正常低出力到最大出力的序成本。
9.根据权利要求1所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 水电的序成本值形成方法将水电分为有径流式水电和可调整水电；对可调整水电的从0 出力到计划出力给予一个介于径流式水电和脱油温燃出力的序成本；对于计划出力到最大 出力给予一个大于火电最大出力的序成本，以保证在火电全加载满后才按顺序加载可调整 水电出力，在火电全降到脱油温燃后才按顺序降低可调整水电的计划出力；对径流式电厂 计划出力安排一个介于风电出力和可调整水电最低出力之间的序，在可调整水电降低到最 低出力后才降低径流水电出力。
10.根据权利要求1所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 风电的序成本值形成方法根据风力预测给出风电预计出力；对风电的0出力到计划出力 之间给出一个介于固定出力和径流水电出力之间的序；在径流式水电调整到位后才弃风调3
11.根据权利要求1所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方法，其特征在于， 其他类电源的序成本值形成方法热电、炼化热电联产电厂、炼化电厂的发电同电厂其他生产工艺有关，因此当成固定 出力机组处理，对其计划出力给出一个非常低的序成本，计划编制过程中要能优先加载到 该计划出力；LNG电厂机组在电网运行中实行两班制调峰，在低谷时段全停，在高峰时段给予与火 电调峰出力80%位置相当的序，保证其能在运行中很好起到调峰作用。
12.根据权利要求8或9或10或11所述的安全约束调度中通用性成本空间的生成方 法，其特征在于，根据所得的序成本曲线，结合各个机组的运行参数和电网负荷数据，按照 一天中每15分钟一个时段，构建一个具有时间维度、机组维度和容量维度的三维序成本空 间，并且各机组每个时段的序成本具有单调上升的特性，形成安全约束调度功能具有不同 体制下的通用性。
全文摘要
本发明涉及电网调度机构在编制满足各类安全约束的发电计划过程中一种通用性成本空间的生成方法，通过对调度的生产规律的总结，结合电力市场和节能调度的经济学理论，提出了一种优化算法所需要的，包含了发电调度负荷加载顺序、约束调整顺序等信息的“序成本空间”构建方法，将成本管理协同到求解安全约束经济调度的过程中，使优化算法能通用性地适应“三公”调度、节能调度、成本调度、电力市场等多种发电模式的需要，为实现发电资源优化配置、实现大电网安全约束、降低电网损耗、进一步提高输变电资源提供了一个新的解决途径；提供了在安全约束调度中，无需再根据具体情况进行复杂的建模和求解的一种省时、省力，具有通用性的成本空间生成方法。
文档编号H02J3/46GK101917024SQ201010139058
公开日2010年12月15日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者丁强, 周京阳, 姚宇臻, 崔晖, 李晓磊, 潘毅, 程鑫, 邓兆云, 邓勇, 陈志 , 韩彬, 黄文英 申请人:福建省电力有限公司;中国电力科学研究院