一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法
【专利摘要】本发明涉及电网调度运行领域，公开了一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，可兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求，实现大容量、高效火电机组的深度调峰，缓解电网调峰困难。其技术方案为：通过趋势模拟、等比缩放和爬坡修正重构机组面临负荷过程，为切负荷算法提供直接可用的系统负荷；在切负荷过程中，根据相邻日与计划日的出力组合模式，动态修正部分衔接时段出力，确保衔接后出力过程满足机组控制约束和需求。本发明的有益效果是克服了复杂约束和需求条件下火电调峰能力差的缺点，充分发挥了火电机组调峰作用，对于以火电为主的电网，具有重要的推广使用价值。
【专利说明】一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网调度运行领域，特别涉及一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法。
技术背景
[0002]我国大多数电网的电源结构以燃煤火电机组为主，常规水电、抽蓄等优质调峰电源比重较小，系统调峰能力非常有限，面临严重的调峰压力，特别是火电占绝对支配地位的电网，像华北、华东、东北等区域电网及辖属省(市)级电网，大多均为这种情况，调峰问题已严重影响这些电网的安全、稳定、优质、经济运行。为解决电网调峰问题，目前常用的一种有效措施是利用电网中部分大容量、高效火电机组进行深度调峰，让其承担系统腰荷甚至峰荷，保证负荷高峰时段的电力供应，缓解调峰压力。因此，如何充分发挥大容量火电机组的调峰作用，并满足机组安稳控制需求与约束，需要切实可行的技术手段。
[0003]以华东电网为例，作为我国最大规模的区域电网，网内电源结构以火电为主，装机容量16850万kW，占全网总装机比重85.6%，除少量水电和抽蓄机组参与调峰外，基本上均依赖火电机组，调峰压力很大，如何发挥大容量、高效火电机组的调峰作用，对有效缓解华东电网调峰压力具有重要意义。
[0004]目前有关火电调峰算法和策略的研究已有文献报道，如逐次切负荷法和递级调峰方式等，然而这些方法在求解短期火电调峰问题时，往往很难同时有效处理以下三方面问题:1)违反时段耦合型约束，如出力爬坡约束和出力波动控制约束；2)对系统负荷变化跟踪能力弱，无法充分发挥机组调峰能力；3)未考虑前一日计划出力，即相邻日衔接时段出力违反机组控制约束或需求。本发明成果可兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求，实现大容量、高效火电机组的深度调峰，缓解电网调峰困难，具有重要的实用价值。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，可兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求，充分发挥大容量、高效火电机组的调峰作用，满足机组安稳控制需求与约束，获得可行的机组调峰运行计划，有效缓解电网调峰压力。
[0006]本发明的技术方案为:本发明揭示了一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，按照下述步骤(1)-(7)获得可行的机组调峰运行计划:
[0007](I)趋势模拟。根据极值点最小持续时段数tei对原负荷序列ICiil, Ci,2，Ci,τ}进行修正，得到新的负荷序列IC'Ci i，T};
[0008](2)等比缩放。根据出力爬坡上限对负荷序列IC' C' i,2，...，(:' i,T}进行等比例缩放，得到负荷序列{C〃 wC" i,2，...，c" i,T};
[0009](3)爬坡修正。根据机组的出力爬坡上限Ri逐分段修正负荷序列IC" ijC" i，2，...，C" i，T}，使任意相邻时段间的负荷差值不大于Ri，新的负荷序列记为Ic"' ^c"' i，2，…，c" ' i，T}，此时得到切负荷法所需负荷曲线；
[0010](4)定义机组i参与电力电量平衡时剩余负荷图上的最高负荷值为Ctmax，机组i的
最大可用出力为,根据Γ κ 确定出机组i在日负荷图上的初始工作位置；(5)设机组i在调度期的实际发电量为E\，如果E, PEi,则抬高工作位置；反之，则降低工作位置。当降低工作位置时，若t时段出力冬，则尸=Pij;
[0011](6)出力修正。利用出力修正策略调整部分时段的切负荷结果，使出力过程满足时段耦合型约束；
[0012](7)重复步(2)?(3)，直至E' i=Ei或电站i的工作位置达到负荷图最低位置为止，此时，得到可行的机组调峰运行计划。
[0013]本发明对比现有技术有如下有益效果:本发明是一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，可兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求，实现大容量、高效火电机组的深度调峰，缓解电网调峰困难。其技术方案为:通过趋势模拟、等比缩放和爬坡修正重构机组面临负荷过程，为切负荷算法提供直接可用的系统负荷，有效兼顾了时段耦合约束和负荷深度调节需求；同时，在切负荷过程中，根据相邻日与计划日的出力组合模式，动态修正部分衔接时段出力，确保衔接后出力过程满足机组控制约束和需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1(a)是负荷重构的趋势修正示意图。
[0015]图1(b)是负荷重构的等比缩放示意图。
[0016]图1(c)是负荷重构的爬坡修正示意图。
[0017]图2是考虑相邻日出力衔接约束后的出力修正示意图；
[0018]图3三种不同负荷需求下的剩余负荷及火电总出力过程图。
[0019]图4本发明方法与现有方法得到的剩余负荷及火电总出力过程对比图。
[0020]图5本发明方法与现有方法得到的机组出力过程对比图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0022]调峰困难是我国电网面临的突出运行问题之一，对于以火电为主的电网，充分发挥大容量、高效火电机组的调峰作用是缓解电网调峰压力的一种有效措施。现有火电调峰算法难以同时兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求的问题。本发明揭示一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，通过趋势模拟、等比缩放和爬坡修正重构机组面临负荷过程，为切负荷算法提供直接可用的系统负荷，有效兼顾了时段耦合约束和负荷深度调节需求；同时，在切负荷过程中，根据相邻日与计划日的出力组合模式，动态修正部分衔接时段出力，确保衔接后出力过程满足机组控制约束和需求。
[0023]本发明旨在根据电网日负荷需求和电站日控制电量，在已知火电机组开停机方式的条件下，合理安排机组的日出力运行过程，以有效调节负荷波动，削减负荷峰谷差。为保证电网和电站的安全稳定，机组运行控制条件和需求如下:
[0024](a)给定的日电量需求
【权利要求】
1.一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，引入负荷重构策略，通过趋势模拟、等比缩放和爬坡修正重构机组面临负荷过程，为切负荷算法提供直接可用的系统负荷，有效兼顾了时段耦合约束和负荷深度调节需求；同时，在切负荷过程中，根据相邻日与计划日的出力组合模式，动态修正部分衔接时段出力，确保衔接后出力过程满足机组控制约束和需求；其特征包括如下步骤: (1)趋势模拟:根据极值点最小持续时段数tei对原负荷序列{Cu，Ci,2)Ci, τ}进行修正，得到新的负荷序列lc' i；2,...,c/ i；T}； (2)等比缩放:根据出力爬坡上限对负荷序列{C,U，C' i,2，...，C' i,T}进行等比例缩放，得到负荷序列{C" uC" i,2，...，c" i,T}; (3)爬坡修正:根据机组的出力爬坡上限Ri逐分段修正负荷序列IC" ijC" i，2，...，C" i，T}，使任意相邻时段间的负荷差值不大于Ri，新的负荷序列记为{C"'i，2，…，c" ' i，T}，此时得到切负荷法所需负荷曲线； (4)定义机组i参与电力电量平衡时剩余负荷图上的最高负荷值为C^max，机组i的最大可用出力为F ，根据确定出机组i在日负荷图上的初始工作位置； (5)设机组i在调度期的实际发电量为E\，如果E'PEi,则抬高工作位置；反之，则降低工作位置；当降低工作位置时，若t时段出力& >匕,则& =Kr; (6)出力修正:利用出力修正策略调整部分时段的切负荷结果，使出力过程满足时段奉禹合型约束； (7)重复步(2)?(3)，直至E'^Ei或电站i的工作位置达到负荷图最低位置为止，得到可行的机组调峰运行计划。
2.根据权利要求1所述的一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，其特征在于，在负荷重构过程中，趋势模拟是利用机组时段耦合约束对面临负荷曲线进行修正。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，其特征在于，在负荷重构过程中，等比缩放是利用机组出力爬坡上限和负荷特征对前一阶段得到的负荷曲线进行修正。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，其特征在于，在负荷重构过程中，爬坡修正是对部分违反机组最大出力爬坡能力的时段负荷进行修正。
5.根据权利要求1或2所述的一种 基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法，其特征在于，在负荷重构过程中，爬坡修正是对部分违反机组最大出力爬坡能力的时段负荷进行修正。
【文档编号】H02J3/46GK103427445SQ201310202930
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】陆建宇, 程春田, 刘拥军, 申建建, 武新宇, 王嘉阳 申请人:华东电网有限公司, 大连理工大学