本发明涉及智能电网调度技术领域，尤其涉及一种智能电网调度业务的优化方法。
背景技术：
电力工业与国民经济和人民生活息息相关，充足优质的电力供应是国民经济发展和人民日常生活的重要保障，配电网供电的可靠性和经济性直接影响着人民日常生产和生活。近年配电自动化的发展，电动操作一次设备、智能配电终端和配电自动化系统在国内大力推广，解决了配电网可靠供电的问题。随着配电网中分布式能源/多样性负荷等新型元素的出现，给传统配电网的运行与调度带来了新的挑战。进入新世纪以来，为解决化石能源带来的环境污染问题，我国可再生能源特别是风能、太阳能等清洁能源发电的并网规模迅速扩大。随着大规模新能源发电上网，在燃煤火电机组占主导、缺少燃气等灵活机组的装机结构下，我国电网调度运行面临极大的挑战。改变传统电网运行模式中“重发、轻输、不管用”的观念，鼓励发电、输电、配电和用电全面互动，大幅度提升电网消纳新能源发电的能力，全面提高电网资产的利用效率、全面提升电网安全、经济、环保的运行水平，是目前地区电网亟待解决的问题。
我国传统电网调度方式以最大限度维持电网功率平衡为目标，调度发电侧电源以满足电网负荷的变化。传统调度业务依赖于人工经验，以电力系统安全为最高目标，特别是在可再生能源大量接入后，电网调控运行难度加大，弃风弃光现象频频出现，拉低了电网整体运行效率。与此同时，用户侧的移峰生产的潜力并未充分挖掘，特别是配电网负荷周期性明显，导致电网设备资源利用率偏低，这将导致电网调度无法有效发挥指导生产的作用，这样无法满足调度计划安全经济一体化的需求。因此，需要针对传统调度无法有效解决可再生能源就地消纳问题，提出以多环节综合互动为特征的智能电网调控方案，在充分调动可控性负荷互动潜力的同时，提升可再生能源就地消纳率，优化电网运行效率。这是当前智能电网建设的重要目标和迫切需要。
技术实现要素：
本发明提供一种智能电网调度业务的优化方法，解决现有电网对再生能源就地消纳率高的问题，能优化电网运行效率，提高电网安全以实现电网整体高效运行。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种智能电网调度业务的优化方法，包括：
按长期、中长期、短期和实时的时间尺度对调度业务进行优化，确定各时段的关联关系及优化目标，以编制调度业务；
根据电网静态模型、大型集中可再生能源电站优化模型、网络优化模型、负荷优化模型、调度业务优化目标集以及配电网运行状态分析，计算出在各个时间尺度下地区电网中可再生能源富裕情况；
根据所述可再生能源富裕情况判断电网是否达到设定的可再生能源就地消纳率，如果否，则通过电网多环节互动方式来优化调度业务。
优选的，所述按长期、中长期、短期和实时的时间尺度对调度业务进行优化包括：
以年度为单位的长期调度，采用不同季节供电成本的差别优化所述调度业务的成本；
以月为单位的中长期调度，采用工作日轮休方式优化周负荷曲线，以减小电网的调峰成本；
以日为单位的短期调度，采用用电模式申报方式进行调度；
以小时为单位的实时调度，采用中断负荷方式进行调度。
优选的，所述计算出各个时间尺度下地区电网中可再生能源富裕情况包括：
获取各个时间尺度的可再生能源出力预测数据和电网负荷预测；
在一定约束条件下，判断是否有可再生能源富裕电量，如果有，则计算可再生能源出现的时间及大小。
优选的，所述通过电网多环节互动方式来优化调度业务包括：
发输环节用户根据获取不同时间尺度的负荷预测、尖峰时段信息和可再生能源电量的富裕值，优化调度业务计划，并上报调度中心；
所述调度中心根据接收到的所述调度业务计划向配电网环节用户发布消纳可再生能源电量的时间计划；
配电网环节用户根据所述时间计划和用电计划，测算不同用电模式下的用电成本，并上报调度中心；
调度中心根据所述用电成本、所述时间计划和所述调度业务计划汇总发用电资源信息、编制各个时间尺度的发用电调度计划；
所述发输环节用户和所述配电网环节用户根据所述发用电调度计划核对所述调度业务计划和用电计划，以确认所述发用电调度计划是否可行，如果可行，则所述调度中心发布最终发用电调度计划，否则调整所述发用电调度计划。
优选的，所述优化调度业务计划包括：
地区电网调度中心通过集控中心统一向所述发输环节用户发布互动信息，所述发输环节用户包括：常规电源、集中式新能源与直供大用户；
所述发输环节用户通过所述互动信息获取所述负荷预测、所述尖峰时段信息和所述可再生能源电量的富裕值，并测算不同用电模式下的模式调整成本；
根据所述模式调整成本，确定所述调度业务计划。
优选的，所述消纳可再生能源电量的时间计划包括；
所述调度中心通过所述互动信息得到的需要消纳可再生能源电量和出现时间；
根据所述需要消纳可再生能源电量和所述出现时间优化所述时间计划。
优选的，所述汇总发用电资源信息包括：线路安全限额信息、次日发用电调度计划、机组启停计划、机组出力曲线以及互动负荷的调用计划。
优选的，所述根据所述发用电调度计划核对所述调度业务计划和用电计划包括：
根据长期、中长期、短期和实时的调度业务计划和用电计划，核对是否满足所述发输环节用户或所述配电网环节用户的生产计划及设备性能需求；
如果是，则向所述调度中心发送所述发用电调度计划可行的反馈意见，否则发送不可行的反馈意见。
优选的，所述通过电网多环节互动方式来优化调度业务还包括：
所述调度中心采集所述发输环节用户和所述配电网环节用户的运行数据，对其运行效果进行测算评估和信息评级。
本发明提供一种智能电网调度业务的优化方法，采用按不同时间尺度对调度业务进行优化，并根据可再生能源富裕情况进行电网多环节互动方式来优化调度业务，建立常规电源、集中式新能源与直供大用户的互动，配电网与输电网的互动，有大容量输电线路连接的地区电网之间的互动的优化调度模型；解决现有电网对再生能源就地消纳率高的问题，能优化电网运行效率，提高电网安全以实现电网整体高效运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种智能电网调度业务的优化方法流程图；
图2：是本发明提供的一种电网多环节互动方式流程图；
图3：是本发明提供的短期优化调度业务流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
智能电网优化调度是面向电网，综合运用各种先进科技和智能化手段，对电网进行主动式、智能化的监视、分析、预警、辅助决策和自愈控制。智能电网优化调度能够增强能源资源优化配置的载体能力，为可再生能源接入提供技术支撑，增强电网作为能源资源优化配置的载体能力。对于调度业务来说，智能电网优化调度将对各时间尺度调度业务的处理流程进行优化，提供智能化的业务支撑手段，实现智能电网坚强可靠，高效经济、清洁环保的运行目标。
一般来说，从功能定位上分，电网互动参与环节有三个：电源，负荷，电网。而从接入电压等级来分，电网互动环节又可以分为发输电层面，配电网层面，用户层面。地区电网中直供电大负荷用电量大，生产方式有一定灵活性，有很强的移峰潜力以及参与互动意愿，是理想的互动对象。因此电网多环节综合互动主要包括：常规电源、集中式新能源与直供大用户的互动，配电网运行与分布式电源和负荷的互动，配电网与输电网的互动，有大容量输电线路连接的地区电网之间的互动。以多环节综合互动为特征的智能电网的调度业务优化目标则是以最小成本大幅度提升电网消纳新能源发电的能力，全面提高电网资产的利用效率、全面提升电网安全、经济、环保的运行水平。
在不同的时间维度，电网调度运行部门对电网运行状态的感知程度不同，可调用的资源不同，以多环节综合互动为特征的智能电网调度业务是根据不同时间维度的特点，根据所设计符合电网运行状况的、能够调动各环节参与的电网互动模式，进行合理高效的电网综合调度。
如图1所示，本发明提供一种智能电网调度业务的优化方法，包括以下步骤：
s1：按长期、中长期、短期和实时的时间尺度对调度业务进行优化，确定各时段的关联关系及优化目标，以编制调度业务；
s2：根据电网静态模型、大型集中可再生能源电站优化模型、网络优化模型、负荷优化模型、调度业务优化目标集以及配电网运行状态分析，计算出在各个时间尺度下地区电网中可再生能源富裕情况；
s3：根据所述可再生能源富裕情况判断电网是否达到设定的可再生能源就地消纳率，如果否，则通过电网多环节互动方式来优化调度业务。
进一步，所述按长期、中长期、短期和实时的时间尺度对调度业务进行优化包括：
s11：以年度为单位的长期调度，采用不同季节供电成本的差别优化所述调度业务的成本；
s12：以月为单位的中长期调度，采用工作日轮休方式优化周负荷曲线，以减小电网的调峰成本；
s13：以日为单位的短期调度，采用用电模式申报方式进行调度；
s14：以小时为单位的实时调度，采用中断负荷方式进行调度。
所述计算出各个时间尺度下地区电网中可再生能源富裕情况包括：
s21：获取各个时间尺度的可再生能源出力预测数据和电网负荷预测；
s22：在一定约束条件下，判断是否有可再生能源富裕电量，如果有，则计算可再生能源出现的时间及大小。
具体地，而符合电网运行状况的、能够调动各环节参与的电网互动调度模式可以按照时间尺度的长短，分为4个层次，在以年度为单位的长期调度模式中，反映不同季节供电成本差别丰枯季节电价是有效的调度手段；在以月度为单位的中长期调度模式中，通过工作日轮休方式，“熨平”周负荷曲线，从而减少电网的调峰成本；在以日前为单位的短期调度模式中，采用用电模式申报的方式进行调度；在以小时为单位的实时调度模式中，以可中断负荷方式进行调度。所以，按照时间尺度的长短，以多环节综合互动为特征的智能电网的调度业务优化方法可以分为以年度为单位的长期优化调度，以月度为单位的中长期优化调度，以日前为单位的短期优化调度，以小时为单位的实时优化调度。
其具体步骤如下：
(1)对长期、中长期、短期和实时等各时间尺度的处理流程进行优化，首先确定其多时段的关联关系以及优化目标，进行调度业务的计划编制优化和优化方案安排；
(2)递进式调度业务优化：从调度业务优化角度出发，在各个时间尺度对调度业务的递进式优化；其优化方法如下：
(3)根据电网运行状态分析和预测数据进行可再生能源消纳评估；在各个时间尺度下，根据电网静态模型、大型集中可再生能源电站优化模型、网络优化模型、负荷优化模型、调度业务优化目标集以及配电网运行状态分析。计算出在各个时间尺度下，地区电网中可再生能源富裕情况，判断电网是否需要通过以多环节综合互动方式促进地区电网可再生能源就地消纳率提升，提出长期、中长期、短期和实时其对应优化方案。
如图2所示，所述通过电网多环节互动方式来优化调度业务包括：
s31：发输环节用户根据获取不同时间尺度的负荷预测、尖峰时段信息和可再生能源电量的富裕值，优化调度业务计划，并上报调度中心；
s32：所述调度中心根据接收到的所述调度业务计划向配电网环节用户发布消纳可再生能源电量的时间计划；
s33：配电网环节用户根据所述时间计划和用电计划，测算不同用电模式下的用电成本，并上报调度中心；
s34：调度中心根据所述用电成本、所述时间计划和所述调度业务计划汇总发用电资源信息、编制各个时间尺度的发用电调度计划；
s35：所述发输环节用户和所述配电网环节用户根据所述发用电调度计划核对所述调度业务计划和用电计划，以确认所述发用电调度计划是否可行，如果可行，则所述调度中心发布最终发用电调度计划，否则调整所述发用电调度计划。
具体地，如图3所示，以短期优化为例说明，包括以下：
(31)首先应量化次日可再生能源出力富裕值，地区电网调度根据电网次日负荷预测，可再生能源出力预测数据，在满足一定约束条件下，比如网络满足n-1等，判断是否有可再生能源富裕电量的存在，并估计可能出现的时间及大小。
(32)地区电网调度通过集控中心统一向发输环节用户发布互动请求，负荷预测和尖峰负荷时段信息；发输环节用户包括直供大用户，常规机组和配电网调度中心。
(33)发输环节用户根据上述信息和自身的生产计划，测算不同用电模式下的模式调整成本，并上报至调度中心。
(34)配电网调度中心根据收到互动信息，通过集控中心向配电网环节用户发布互动信息，包括互动请求，需要消纳可再生能源电量，出现时间等。配电网环节用户包括分布式电源，微电网，智能小区，电动汽车等。
(35)配电网环节用户根据上述信息和自身的生产计划，测算不同用电模式下的模式调整成本，并上报至配电网调度中心。
(36)配电网调度中心汇总配电网环节互动用户互动意愿信息，测算不同用电模式下的模式调整成本，并上报至调度中心。
(37)调度中心在上报的用户侧互动信息的基础上，汇总发、用电资源、线路安全限额等有关信息，编制次日发、用电调度计划，包括机组启停计划、机组出力曲线以及互动负荷的调用计划。
(38)对步骤(37)给出的对应的优化方案进行可行性分析获得优化目标以及方案修正；通过优化算法得出的优化方案是否能够真正应用到实际调度中，需要对优化方案进行可行性判断，在各个不同时期，优化方案的执行过程中和执行后的都必须满足系统运行约束条件，比如网络是否满足n-1等判断条件都一一满足的情况下，优化方案才可行；随后调度中心将互动用户的用电计划下发每个互动用户。
(39)用户在收到次日用电计划后，核对是否满足生产计划、设备性能需求，向集控中心提交反馈意见；互动用户的反馈信息后上报至调度中心，如果用电计划全部可行，调度中心则发布最终发用电计划；否则，调度中心应根据用电计划修改方案，调整发用电调度计划，转至步骤(35)。
进一步，所述优化调度业务计划包括以下步骤：
s311：地区电网调度中心通过集控中心统一向所述发输环节用户发布互动信息，所述发输环节用户包括：常规电源、集中式新能源与直供大用户。
s312：所述发输环节用户通过所述互动信息获取所述负荷预测、所述尖峰时段信息和所述可再生能源电量的富裕值，并测算不同用电模式下的模式调整成本。
s313：根据所述模式调整成本，确定所述调度业务计划。
其中，所述消纳可再生能源电量的时间计划包括以下步骤：
s21：所述调度中心通过所述互动信息得到的需要消纳可再生能源电量和出现时间；
s22：根据所述需要消纳可再生能源电量和所述出现时间优化所述时间计划。
进一步，所述汇总发用电资源信息包括：线路安全限额信息、次日发用电调度计划、机组启停计划、机组出力曲线以及互动负荷的调用计划。
所述根据所述发用电调度计划核对所述调度业务计划和用电计划包括以下步骤：
s351：根据长期、中长期、短期和实时的调度业务计划和用电计划，核对是否满足所述发输环节用户或所述配电网环节用户的生产计划及设备性能需求；
s352：如果是，则向所述调度中心发送所述发用电调度计划可行的反馈意见，否则发送不可行的反馈意见。
所述通过电网多环节互动方式来优化调度业务还包括：
所述调度中心采集所述发输环节用户和所述配电网环节用户的运行数据，对其运行效果进行测算评估和信息评级。
可见，本发明提供一种智能电网调度业务的优化方法，采用按不同时间尺度对调度业务进行优化，并根据可再生能源富裕情况进行电网多环节互动方式来优化调度业务，建立常规电源、集中式新能源与直供大用户的互动，配电网与输电网的互动，有大容量输电线路连接的地区电网之间的互动的优化调度模型；解决现有电网对再生能源就地消纳率高的问题，能优化电网运行效率，提高电网安全、经济和环保的运行水平，以实现电网整体高效运行。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。