基于机组安全约束调度计划模型的电力图形化编辑系统的制作方法

本发明属于电力系统调度自动化技术领域，涉及一种基于机组安全约束调度计划模型的电力图形化编辑系统。

背景技术：

随着我国城市化进程不断加快，热点地区的区域中心城市面积在不断的增长，导致用电量激增，旧有的电网系统，由于缺乏有效的调配模型，从而导致发电调配系统无法满足日益增长的发电量需求，突出体现在城市新扩容地区需要分区域限电来解决电力调配需求，而这些地方往往是生产、物流型企业，限电会造成较大的经济损失。

而电网升级改造需要投入大量成本，尤其是在电网升级改造过程中的设计和验证阶段，由于现有的编程手段单一，导致验证修改工期长，成本高。另外对于每个机组的出力情况和发电功率状况没有统一的汇总，造成对机组的工作状态没有良好的掌握好控制。

技术实现要素：

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于机组安全约束调度计划模型的电力图形化编辑系统包括：

存储表示电网内部各组件图形元素的元素存储单元、设定并记录组件图形元素具体参数值的参数设定单元以及编辑界面单元和处理单元；

通过调取元素存储单元中的组件图形元素，在所述编辑界面单元中组合，通过参数设定单元设定每个组件图形元素的具体参数，最终完成电力调配系统的制作；

所述处理单元调取具体参数的组件图形元素，确定调度计划空间；构建以包括发电机组运行成本和启停成本的总成本最小为目标的调度计划模型，采用基尼系数G表征各电厂的电量平衡情况，并将其作为约束条件，加入到已构建的调度计划模型中；

通过优化求解获得机组的启停状态和机组出力，判断优化结果是否满足安全约束，并在调度周期内的每个时段进行安全校核，最终得到发电机组的发电计划；

该系统还包括与处理单元实时数据通信的移动终端，所述移动终端实时接收处理单元传送的每个机组在满足安全约束下的具体发电计划的参数值以及其发电费用值。

所述的调度计划模型为：

$\min f=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}(a_i{p_{i,t}}^2+b_i{p}_{i,t}+c_i{u}_{i,t}+s_{i,t})$

约束条件：

P_i，minu_i，t≤p_i，t≤P_i，maxu_i，t

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{p}_{i,t}=p_t^d$

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{P}_{i,max}{u}_{i,t}\≥1.1p_t^d$

p_i,t+1-p_i,t≤R_U,iu_i,t+P_i,max(1-u_i,t)

p_i,t-p_i,t+1≤R_D,iu_i,t+1+P_i,max(1-u_i,t+1)

$(u_{i,t-1}-u_{i,t})(t_{i,t}^{on}-T_i^{on})\≥0$

$(u_{i,t}-u_{i,t-1})(t_{i,t}^{off}-T_i^{off})\≥0$

$\underset{\‾}{P_{i,j}}\≤\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_{i,j,t}{P}_{i,t}\≤\stackrel{\‾}{P_{i,j}}$

其中：N为系统中参与调度的机组数，T为系统调度周期所包含的时段数，a_i、b_i、c_i为相应机组煤耗成本函数的系数；p_i,t为机组i在t时刻的有功出力；s_i，t为机组i在t时刻的启停费用；u_i,t为机组i在t时刻的启停状态；P_i,max、P_i，min为机组i的最大最小出力；为系统在t时刻的负荷；R_U,i、R_D,i分别为机组i的爬坡率和滑坡率；T_i^on、T_i^off分别为机组i的允许最小连续开机时间和最小连续停机时间；P_i,j分别表示支路ij的潮流上下限；S_i,j,t为节点i的注入功率对支路ij的灵敏度；P_i,t为第i节点的净注入功率。

基尼系数G的计算采用如下算法，计算公式如下：

$X_i=\frac{\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{p}_{i,t}}{T*p_{i,\max }}$

$G=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}|X_i-X_j|}{2*(N-1)\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{X}_i}$

G≤G₀

其中：X_i为表征机组电量平衡的中间参量，G为体现电量平衡的基尼系数；G₀为常数、体现电量平衡的公平性程度，取0.1-0.4。

附图说明

图1本发明中电力图形化编辑系统的结构示意图；

图2为本发明中元素存储单元中存储的数据信息的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示的：一种基于机组安全约束调度计划模型的电力图形化编辑系统，包括：元素存储单元、编辑界面单元、参数设定单元、处理单元和移动终端。

所述元素存储单元内存储表示电网内部各组件图形元素，在参数设定单元内设定并且记录组件图形元素的具体参数值，所述编辑界面同时调取元素存储单元中的组件图形元素的数据信息和参数设定单元中的对应组件图形元素的具体参数最终完成电力调配系统的制作。所述处理单元调取具体参数的组件图形元素，确定调度计划空间；构建以包括发电机组运行成本和启停成本的总成本最小为目标的调度计划模型，采用基尼系数G表征各电厂的电量平衡情况，并将其作为约束条件，加入到已构建的调度计划模型中；通过优化求解获得机组的启停状态和机组出力，判断优化结果是否满足安全约束，并在调度周期内的每个时段进行安全校核，最终得到发电机组的发电计划。该系统还包括与处理单元实时数据通信的移动终端，所述移动终端实时接收处理单元传送的每个机组在满足安全约束下的具体发电计划的参数值以及其发电费用值。这样每个机组的实时工作状态都显示在移动终端内，科研人员通过调取机组发电状态下的工作情况和功率值对机组工作进行监测，然后统计该数据值从而有助于优化机组的运行成本和启停成本为目标函数的调度计划模型。

所述处理单元根据电网实际需求，构建以包括机组运行成本和启停成本的总成本最小为目标的调度计划模型，约束条件分别包括机组出力上下限约束、系统有功平衡约束、旋转备用约束、机组爬坡率约束、最大最小启停时间约束及电网安全约束。

所述的调度计划模型为：

$\min f=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}(a_i{p_{i,t}}^2+b_i{p}_{i,t}+c_i{u}_{i,t}+s_{i,t})$

约束条件：

P_i，minu_i，t≤p_i，t≤P_i，maxu_i，t

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{p}_{i,t}=p_t^d$

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{P}_{i,max}{u}_{i,t}\≥1.1p_t^d$

p_i,t+1-p_i,t≤R_U,iu_i,t+P_i,max(1-u_i,t)

p_i,t-p_i,t+1≤R_D,iu_i,t+1+P_i,max(1-u_i,t+1)

$(u_{i,t-1}-u_{i,t})(t_{i,t}^{on}-T_i^{on})\≥0$

$(u_{i,t}-u_{i,t-1})(t_{i,t}^{off}-T_i^{off})\≥0$

$\underset{\‾}{P_{i,j}}\≤\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_{i,j,t}{P}_{i,t}\≤\stackrel{\‾}{P_{i,j}}$

其中：N为系统中参与调度的机组数，T为系统调度周期所包含的时段数，a_i、b_i、c_i为相应机组煤耗成本函数的系数；p_i,t为机组i在t时刻的有功出力；s_i，t为机组i在t时刻的启停费用；u_i,t为机组i在t时刻的启停状态；P_i,max、P_i，min为机组i的最大最小出力；为系统在t时刻的负荷；R_U,i、R_D,i分别为机组i的爬坡率和滑坡率；T_i^on、T_i^off分别为机组i的允许最小连续开机时间和最小连续停机时间；P_i,j分别表示支路ij的潮流上下限；S_i,j,t为节点i的注入功率对支路ij的灵敏度；P_i,t为第i节点的净注入功率。

基尼系数G的计算采用如下算法，计算公式如下：

$X_i=\frac{\underset{t=1}{\overset{T}{\Σ}}{p}_{i,t}}{T*p_{i,\max }}$

$G=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}|X_i-X_j|}{2*(N-1)\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{X}_i}$

G≤G₀

其中：X_i为表征机组电量平衡的中间参量，G为体现电量平衡的基尼系数；G₀为常数、体现电量平衡的公平性程度，取0.1-0.4。在本实施例中G₀取0.2。

本发明公开的一种基于机组安全约束调度计划模型的电力图形化编辑系统，通过元素存储单元、编辑界面单元、参数设定单元和处理单元之间的互相配合作用，并且将对机组工作状态数据实时存储在移动终端内，方便对每个机组的数据统计和工作优化。有效提高了各机组电量完成进度的公平性，获得兼顾考虑经济性和公平性的发电计划方案，有效地提高电力资源优化配置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。