基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于电力系统机组组合问题领域，具体涉及一种基于多场景新能源发电模 拟的日运行方式安排和调峰方法。
【背景技术】：
[0002] 长期以来，电力系统对于电源投资方案通常只关注于经济性方面和可行性方面的 研究与校验，而对电力系统的运行方式，调峰问题关注甚少。随着化石能源的逐步枯竭，全 球能源危机的到来，现代电力系统愈发关注风能、太阳能等可再生新能源的发展。随着大规 模新能源的引入，由于风能、太阳能等新能源出力的间歇性、波动性和随机性，使得其对电 力系统的调峰问题和安全稳定运行带来了极大的影响。电力系统中的调峰问题日益突出， 必需以日运行方式的分析来研究电源结构的合理性，并对系统中的电源投资方案进行日运 行方式安排的校验。否则电源投资方案即使满足了经济性，但在系统极端运行条件下将出 现调峰问题，无法安全稳定运行。
[0003] 电力设计单位现有的对于典型日运行方式安排采用的是电力电量平衡法，其为规 划设计工作作出了重要的贡献。但该方法计算量较大，同时在处理给定电量的发电机组 (如水电机组、抽水蓄能机组时）不够灵活与直观，不能很容易地找到机组的最佳运行位 置，同时存在可能没有充分利用可用的水能资源的情况，造成资源浪费的情况。此外，一些 机组组合问题中常用的经济性调度安排算法由于单纯从系统运行的经济性角度出发，将系 统的某些约束设定的过于严格和理想化，导致过多的电源投资方案无法通过，可能出现经 过电源投资决策、随机生产模拟以及检修模块反复迭代后剩余的电源投资方案均无法通过 日运行校验的情况。因而作为改进，本发明基于多场景技术、等效电量函数法及启发式算 法，解耦机组的启停约束，提出一种确定性的生产模拟方法，最大程度上发掘系统的调峰潜 力，从而处理电力系统内现有的各类机组的出力安排，同时对于多个不同情况的典型日场 景进行校验，可以基本涵盖电力系统的各种运行情况，进而更为合理有效地对多类型电源 投资决策以及检修方案作出校验。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的在于针对电力系统缺少对于电源投资决策方案进行调峰问题及运 行方式的可靠校验的现状，同时针对现有的日运行方式校验方法的不足，引入等效电量函 数法及启发式算法的思想，重点考察各个典型日场景下电力系统中存在的调峰问题，提供 了一种基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，其具有较好的鲁棒性且 适用于多类型电源投资决策校验。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：
[0006] 基于多场景新能源发电模拟的日运行方式安排和调峰方法，包括以下步骤：
[0007] 1)接收系统电源情况、负荷信息，将时序负荷形成原始等效持续负荷曲线,并将风 电及光伏出力运用净负荷修正法修改原始等效持续负荷曲线，进而将修正后的等效持续负 荷曲线转化为等效电量函数；
[0008] 2)考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响，修正等效电量函数，进行负荷的削峰 填谷；
[0009] 3)利用等备用方法安排检修容量，进而得到系统各机组的检修情况表，结合系统 电源情况和检修计划表得到能够调度的各类机组的情况；
[0010] 4)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，将系统内各火电厂按增量成 本排序，水电厂按利用小时数排序，进而实现系统总运行费用最低的目标；
[0011] 5)依据步骤3)得到的能够调度的各类机组的情况，计算系统的冷备用容量，并相 应地安排各冷备用机组；
[0012] 6)根据机组的最小技术出力安排各火电厂的基荷容量，对于取整过程中基荷及峰 荷容量的偏差让排序在第一，即峰荷煤耗最小的火电厂来担任，从而保证系统的燃料费用 最低；
[0013] 7)安排各类机组基荷及峰荷容量时，首先判断系统基荷和火电基荷的大小，若火 电基荷之和大于系统基荷，则说明系统的调峰容量不足，不具备调峰的能力，此时采用相应 的调峰手段来缓解系统的调峰压力；若系统不存在调峰问题或经调整后解决了调峰问题， 则依次安排基荷火电厂、基荷水电厂、峰荷水电厂、峰荷火电厂的运行位置，反复试探，直至 水电的所有电量用尽，且系统的最大负荷及电量的要求均满足；若负荷容量或电量不满足， 则输出缺额；当负荷容量及电量均满足要求，则进行结果输出，输出各类所需的数据，进行 结果分析。
[0014] 本发明进一步的改进在于：修正原始等效持续负荷曲线时：
[0015] 首先第一步是形成原始等效持续负荷曲线，将风电及光伏出力视为负的负荷修正 原始等效持续负荷曲线，从而得到修正后的等效持续负荷曲线；之后将修正后的等效持续 负荷曲线转化为等效电量函数。
[0016]本发明进一步的改进在于：考虑抽水蓄能机组抽水运行功能的影响时，加入抽水 蓄能机组后会对求得的等效电量函数产生影响，抽水蓄能机组抽水功能通过以下步骤实 现：
[0017] 设抽水蓄能容量为Cp，电量为Ep，抽水蓄能机组在负荷谷值开始依次向右移动Cp 的距离，直到等效电量函数曲线上Cp长度对应的高度为24h的矩阵和Cp长度对应的曲线 之间的面积差为Ep位置，从而以此平移修改等效电量函数，得到抽水蓄能机组的运行位置 和电量；在寻找等效电量函数曲线上Cp长度对应的高度为24h的矩阵和Cp长度对应的曲 线之间的面积差为Ep位置时，若Cp长度对应的起点在最小负荷处，则只需在等效负荷曲线 上上移补上一块即可；若Cp长度对应的起点不在最小负荷处，则需要将负荷曲线右移一块 且在其左边补上空缺的一块。
[0018]本发明进一步的改进在于：用冒泡排序法将各火电厂按增量成本排序。
[0019]本发明进一步的改进在于：用冒泡排序法将水电厂按利用小时数排序。
[0020] 本发明进一步的改进在于：安排冷备用容量时：
[0021] 按照火电装机容量加水电装机容量减去火电检修容量和水电检修容量再减去系 统最大负荷乘一加备用系数来得到系统的冷备用容量；为了充分地利用系统内的水电资 源，在安排时不将水电机组作为冷备用，冷备用机组均由火电机组来担任；安排火电机组 时，在满足备用容量的约束条件下优先让发电成本高的火电机组作为冷备用机组；进而在 可用容量的基础上扣除水电机组和火电机组的冷备用容量得到系统的实际可用容量。
[0022] 本发明进一步的改进在于：安排各类机组基荷及峰荷容量时：
[0023] 首先安排火电基荷容量，若系统基荷大于火电基荷，即不存在调峰问题则继续安 排；若存在调峰问题，则采用相应的调峰手段解决系统的调峰问题，进而安排基荷水电机组 和峰荷机组；
[0024] 安排峰荷容量时，首先对水电峰荷机组的容量和电量进行试探，若能够将多台水 电机组等效为一台等效水电机组，则将这些水电机组等效为一台，并按照一台水电机组的 安排原则来安排；若不能等效，即不存在交叉重叠，满足单台水电机组的安排原则，则按单 台水电机组来安排；若安排至某一台水电机组，此时安排后的峰值时刻的容量大于系统峰 荷，且电量满足负荷的要求，则安排完成，进行结果输出并进行下一次典型日生产模拟；
[0025] 在水电峰荷机组全部安排完之前，每安排完一台水电机组或者一台等效水电机 组，都应进行以下判断，若安排后系统已安排的容量小于最大负荷，或系统电量不满足负荷 电量，则还需安排峰荷火电机组海次按照火电机组的排序安排一台峰荷火电厂，若安排完 成后火电机组仍有剩余，旋转备用容量没有用尽，且