一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法与流程

本发明涉及电力系统长期发电调度领域，尤其涉及一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法。

背景技术：

电力系统优化调度的目的是在保证电网安全稳定的前提下，通过合理安排各类电源的发电计划，使电力系统总的运行成本降低，以获得良好的经济效益，其本质上属于复杂约束非线性优化问题。随着电网负荷水平的提高，负荷峰谷差的增大，网内电源成分的复杂化，电力系统调度难度也随之提高。

电力系统长期调度方法根据公平性与经济性的侧重不同主要分为“三公”调度和节能调度两种，由于长期调度中负荷的不确定性较高，以往的调度方案往往很难取得较好的结果，且因方案编制过程并未兼顾长期电量需求及长期典型日电力需求，长期调度方案与短期调度方案制定过程相互割裂，致使所制定的长期调度方案在滚动执行的过程中，短期调度难以适用，很难执行下去，必须经过不断的修正，过多的修正使得长期调度方案难以实现预期效益。

针对上述长期调度方案编制过程中的不足，已有部分学者从典型日负荷需求的角度对单电源长期调度进行过研究，然而尚未有针对整个电力系统调度的相关方法，特别是针对含水、气、煤、核电四种电源的电力系统。如何协调好电力系统长短期的负荷需求，研究考虑典型日负荷过程的电力系统长期调度方法，在长期发电计划编制过程中缓解电力系统短期调峰压力已成为电力系统调度中亟待解决的理论与实践课题。本发明成果依托国家自然科学基金重大计划重点支持项目(91547201)和国家自然科学基金面上项目(51579029)，以浙江电网统调水、气、煤、核等多种电源协调问题为背景，发明了具有很强实用性和广泛推广价值的省级电网长期多电源协调调度方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法，以达到兼顾电网长期电量需求及典型日的调峰需求，耦合电网长短期负荷约束，从长期的角度缓解了电力系统短期调峰压力，实现网内电源发电量的合理配置，以应对日益发杂的电网负荷需求，并获得良好的经济效益的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

1、一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法，其特征在于包括以下步骤：

1)建立省级电网长期多电源协调调度数学模型，初始化计算条件，包括水、气、煤、核四类电站和机组的运行条件及约束、电网月平均负荷过程及各月典型日负荷过程；

2)确定核电机组年度发电能力，并以此以作为其各月发电计划；按各月电量需求及典型日电量需求比例推算核电典型日电量；并以逐次切负荷方法确定核电机组典型日各时段出力；计算此时扣除核电机组月平均出力的电网剩余负荷，扣除核电机组各月典型日出力的电网典型日剩余负荷；

3)建立以水电站群枯水期典型日剩余负荷峰谷差率最大值最小为目标的数学模型，对网内水电站群进行优化调度，并将水电站各月电量分配到典型日，以水电逐次切负荷方法确定典型日水电站各时段出力；根据所得水电站月平均出力及其各月典型日出力更新此时电网剩余负荷及典型日剩余负荷；

4)根据气电机组运行需求设定气电各月发电量占剩余未平衡电量的最小比例β；

5)以比例β将电网未平衡电量分配给气电及煤电机组，计为W_qi和W_mei；

6)将气电年度总电量W_qi、煤电年度总电量W_mei分配至机组年内各月；

7)确定气电典型日的开机机组，并将气电机组月度电量按月电量与典型日电量比例分配给开机机组，采用气电两班制切负荷方法平衡典型日剩余负荷，以此确定典型日各时段机组出力，更新月平均剩余负荷及典型日剩余负荷；

8)确定煤电典型日的开机机组，并将各煤电机组月度电量按月总电量与典型日电量比例分配到开机机组，采用煤电切负荷方法平衡典型日剩余负荷，以此确定典型日各时段机组出力，更新月平均剩余负荷及典型日剩余负荷；

9)至此若典型日负荷无法平衡，则增大气电总电量占比β，令β＝β+Δβ，重置月平均剩余负荷及典型日剩余负荷，重复步骤4)-9)，直至典型日负荷平衡，输出各机组长期发电计划及典型日发电计划。

本发明涉及电力系统发电调度领域，公开了一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法，其特点是在长期协调优化调度中考虑电网典型日负荷特性，以满足电网长期电力电量平衡及典型日的负荷平衡需求。其技术方案为：针对含水、气、煤、核电的省级电网，将复杂的电力系统调度问题按电源类型分解为多个子问题，并针对特定类型电源采用适合的策略和方法求解，同时以月电量平衡及典型日电力电量平衡为关联纽带，耦合前述方法构建多电源长期协调调度的总体求解框架。在此框架中，水电以典型日负荷峰谷差率最小为目标进行优化计算，气电与火电采用改进的电量分解方法协调分配长期电量，核电按发电能力承担电网基荷，并采用逐次切负荷按调节能力依次确定水、气、煤、核各电源典型日负荷过程，通过逐步提高气电最小电量比例，迭代实现典型日负荷平衡。本发明可耦合省级电网长短期负荷约束，制定兼顾电网短期调峰需求的长期调度方案。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

进一步的，在步骤2)中，核电按年度发电能力分配电量，计算公式为：

W_heⁿ＝N_he×(t_n-t′_n)

因核电机组调峰能力较差，主要承担典型日的基荷，故其典型日负荷确定公式为：

式中n为月份编号，W_heⁿ为核电机组第n月计划电量，N_he为核电机组装机，t_n为第n月的总时间，t′_n为第n月核电机组的检修时间；为第n月典型日第t_d时段核电机组出力；

至此可求出电网月平均负荷扣除核电月平均出力的剩余负荷，电网各月典型日负荷扣除核电各月典型日出力的典型日剩余负荷。

进一步的，在步骤3)中，建立了以水电站群枯水期典型日负荷峰谷差率最大值最小为目标的数学模型，其目标函数如下：

水电站群的约束包括：

(1)水量平衡：

V_m,t+1＝V_m,t+(Q_m,t-q_m,t-qd_m,t)Δ_t

(2)水位控制需求：

Z_m,T＝Z′_m

(3)发电流量上限：

(4)出库流量约束：

(5)库水位约束：

(6)电站出力限制：

式中：t表示长期调度的时段，T表示整个调度周期，T₂表示水电以调度周期内的枯期月份集合，Cday表示电网典型日负荷，pday^max表示水电系统典型日最大出力，pday^min表示水电系统典型日最小出力；m表示电站编号，t表示调度时段编号；V_m,t表示电站m在时段t的库容；Q_m,t表示电站m在时段t的入库流量，q_m,t表示电站m在时段t的发电流量；qd_m,t表示电站m在时段t的弃水流量；Δt表示t时段小时数；Z_m,T表示电站m在调度周期末的水位；表示电站m在时段t的发电流量上限；S_m,t表示电站m在时段t的出库流量，和分比表示电站m在时段t的出库流量上下限；Z_m,t表示电站m在时段t的出库水位，和分比表示电站m在时段t的库水位上下限；P_m,t表示电站m在时段t的出力，和分比表示电站m在时段t的出力的上下限。

进一步的，在对水电站群枯水期典型日剩余负荷峰谷差率最大值最小为目标的数学模型进行求解时，采用逐步优化和离散微分动态规划算法，通过逐步优化算法将多阶段决策问题按时段分解为多个两阶段子问题，每个子问题的求解中引入离散微分动态规划算法；计算前先确定水库群优化调度的计算周期，并将周期按时段尺度离散成t个时段，每两个相邻时段对应一个子问题；以t和t+1时段的子问题求解过程为例：将具有中长期调节性能的电站按照河流分组计算，固定第一组电站t时段的初水位和t+1时段的末水位以t时段的出库流量为决策变量，以水量平衡方程为状态转移方程，根据设定的步长ε，在第n组内各电站上下各获取一组出库流量离散点，得到3个出库流量数值记为所有的组合具有3^Mn个状态；依次在b＝1，…，3^Mn时按照上下游顺序进行计算：对分组内的电站计算其离散状态编号及t时段出库流量，t时段定流量调节，t+1时段定水位调节计算；对分组外入库流量变化的电站进行t和t+1时段定水位调节；以逐次切负荷方法更新t和t+1时段的典型日负荷分配方式，得到目标函数与惩罚函数值之差；在全部状态计算完毕后，获得最优组合位置及分组内电站t时段出库流量，按同样的方法进行调节计算，完成一次寻优；而后进行下一组电站寻优直至所有组均完成优化，反复迭代直至子问题收敛，至此一个子问题求解结束；按时间顺序求解下一子问题，直至所有子问题求解结束，反复迭代直至目标函数收敛。

进一步的，在以水电逐次切负荷方法确定典型日水电站各时段出力时，包括以下步骤：

301)将水电站按照装机容量从大至小排序；

302)各电站依次参与平衡，计算面临时刻典型日剩余负荷的最大值，并以此值减去该电站的最大可用容量为其初始工作位置；

303)如果该电站的日电量大于给定值则抬高工作位置，反之则降低工作位置，将工作位置和工作位置加最大可用容量之间的负荷分配给该机组；

304)不断重复步骤303)，步长取该电站分配到的平均出力与给定的平均出力之差，直至电站分配到的平均出力与给定平均出力相等或电站的工作位置达到最低位置。

进一步的，在步骤5)中，电网未平衡电量分配给气电及煤电机组的步骤包括：

501)确定气电所有机组及煤电所有机组各自的年度总电量；

502)将两类机组年度总电量分解到各机组各月，计算机组各月合同电量；

503)将各机组各月电量分解到典型日；

504)若典型日负荷无法平衡则重新分配气电所有机组及煤电所有机组各自的年度总电量，并重复502)-504)步骤。

进一步的，在步骤6)中，煤电年度总电量W_mei分配至机组年内各月的步骤包括：

601)根据年度电量平衡方程，考虑容量级差，年度考核奖励及脱硫脱硝奖励计算电网年度煤电机组平均利用小时数X；

由平均发电利用小时数X推算各机组年度合同电量

W_m＝(X+T_R+T_m+T_n)×P_m m＝1,2,3,…M

式中m表示机组编号，M表示机组总台数，X表示全网平均发电利用小时数，T_m表示第m台机组年度考核奖励发电利用小时数，T_R表示第m台机组容量级差奖励发电利用小时数，P_m表示对应机组的发电容量；n表示脱硫脱硝机组编号，N表示脱硫脱硝机组总台数，T_n第n台机组脱硫脱硝考核奖励发电利用小时数，P_n表示对应机组的发电容量；W_mei表示煤电左右机组总电量，W_m表示第m台机组年度合同电量；

602)不考虑检修约束，按月负荷比例将各机组年度电量分解到月，电量分配公式如下：

式中m表示机组编号，t表示月份编号，W_mt′表示第m台机组t月发电量，W_m表示第m台机组年度总电量，Q_t表示t月电网电量需求，Q表示全年电网电量总需求；

603)考虑检修及年度电量平衡约束，将机组检修月份电量按各月发电能力比例分配给该机组其他月份，修正机组各月电量，此时负荷平衡约束被破坏；分配公式如下：

式中C_t表示检修后t月所有机组总不平衡电量，C_m,t表示第m台机组t月不平衡电量，W_mt¹表示修正后第m台机组t月发电量；

604)考虑月度负荷平衡约束，进行机组维度上电量重新分配，进行第二次电量修正，分配后月度电量平衡约束得到满足，机组年度合同电量约束将不再满足；令t₀＝1，对一月份电量先进行修正，修正公式如下：

可知当月的偏差电量为：

式中t₀表示电量修正月份编号，表示t₀月所有机组总发电量，表示二次修正前第m台机组t₀月发电量，W_m,t0²表示二次修正后第m台机组t₀月发电量；表示二次修正后第m台机组t₀月合同不平衡电量；

605)在时间维度上对电量进行第三次修正；保证t₀月之前的电量不变，将t₀月的偏差电量分配给t₀后的月份；分配公式如下：

式中W_m,t³表示三次修正后第m台机组t月发电量，t＞t₀；

606)令t₀＝t₀+1，重复第3、4步，对之后时段依次进行修正，一直修正到11月；第12月的修正方法略有差别，将其偏差电量重新分配给1-11月；

607)重复步骤603)-605)，直到满足精度为止。

进一步的，在步骤7)确定气电典型日的开机机组时，需先需先进行气电开停机优化，其以机组最小负荷率作为开停机评价指标，包括以下步骤：

701)按照月平均负荷与典型日平均负荷的比例，将气电各机组电量分配至典型日，确定气电机组各月典型日电量；

702)将气电机组按照归属电站分为N组，各组内机组按照装机容量从小到大排序；

703)设置气电开机机组最小负荷率约束λ；

704)令n＝1，i＝1，并将所有机组设为开机；

705)计算n组电站开机机组负荷率λ′，若λ′＞λ且n+1＜N，则令n＝n+1，则令i＝1，并重复步骤705)；若λ′＞λ且n+1＝N，则计算完成退出；若λ′＜λ，则令i＝i+1，转步骤706)；

706)对第n组电站内机组进行遍历，关停其第i台气电机组，并将被关停机组的典型日电量按照装机容量比例分给电站内其他开机机组，转步骤705)。

进一步的，在步骤8)确定煤电典型日的开机机组时，以开机机组容量作为评价指标，包括以下步骤：

801)按照月平均负荷及典型日平均负荷比例，将煤电各机组电量分配至典型日，确定煤电机组各月典型日电量；

802)将煤电机组按照归属电站分为N组，各组内机组按照装机容量从小到大排序；

803)令n＝1，i＝1，并将所有机组设为开机；

804)计算所有开机机组容量和α，典型日最大负荷以p_max表示，备用容量为p′，p_zong＝p′+p_max，若α＜p_zong，则设置第n个电站第i台机组开机，计算结束；若α＞p_zong，则转步骤805)；

805)第n个电站的机组总数为I，若i＜I，则关停第n个电站第i台机组，令n＝n+1；若i＝I，则令n＝n+1；

806)若n＜N，则转步骤804)；若n＝N，则令n＝1，i＝i+1，转步骤804)。

有益效果：本技术方案可实现将复杂的电力系统调度问题按电源类型分解为多个子问题，并针对特定类型电源采用适合的策略和方法求解，同时以月电量平衡及典型日电力电量平衡为关联纽带，耦合前述方法构建多电源长期协调调度的总体求解框架。在此框架中，水电以典型日负荷峰谷差率最小为目标进行优化计算，气电与煤电采用改进的电量分解方法协调分配长期电量，核电按发电能力承担电网基荷，并采用逐次切负荷按调节能力依次确定水、气、煤、核各电源典型日负荷过程，通过逐步提高气电最小电量比例，迭代实现典型日负荷平衡。对比现有技术，本发明耦合了省级电网长短期负荷约束，可用于制定兼顾电网短期调峰需求的电网长期调度方案。

附图说明

图1是本发明方法总体求解流程图；

图2是水电站群求解流程图；

图3是仿真算例各类电源电量平衡结果图；

图4是仿真算例各类电源典型日负荷平衡结果图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

本发明涉及一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法，下面结合附图和实例对本发明作进一步的描述。

电力系统长期调度计划在工程实际中即为编制电网年度发电计划，其编制过程受电网负荷特性，电源装机情况、水电站水情、机组检修等诸多因素影响，主要包括三个层面的问题：一是将电网年总电量分解到各个机组，二是将各机组年电量分解到各月，三是将各机组月电量分解到典型日。此外，若典型日电力无法平衡则需重新调整年度电量分配。

含水、气、煤、核电的省级电网长期多电源协调调度问题是非常复杂的电力系统优化调度问题，构建这些电源统一的求解方法通常会面临较大困难。为此，参考常用的水火电协调求解思路，将原问题分解为多个子问题进行求解，并针对特定类型的电源，在经典优化算法基础上，寻找适合的更为高效实用的改进策略和求解方法，同时考虑月电量平衡及典型日电力电量平衡为关联纽带，耦合前述方法形成多电源长期协调调度的总体求解框架，求解流程图如图1所示。各类电源长期发电计划安排顺序依次为核电、水电、气电、煤电。核电与水电的属于清洁能源，电网应尽量消纳两种电源的电量，气电与煤电在“三公”约束制约下，其长期发电计划需重点考虑平衡长期剩余负荷及长期典型日的剩余负荷。

核电长期发电计划编制方法：

核电按年度发电能力分配电量，计算公式为：

W_heⁿ＝N_he×(t_n-t′_n) (1)

因核电机组调峰能力较差，主要承担典型日的基荷，故其典型日负荷确定公式为：

式中n为月份编号，为核电机组第n月计划电量，N_he为核电机组装机，t_n为第n月的总时间，t′_n为第n月核电机组的检修时间；为第n月典型日第t_d时段核电机组出力。

至此可求出电网月平均负荷扣除核电月平均出力的剩余负荷，电网各月典型日负荷扣除核电各月典型日出力的典型日剩余负荷。

水电站群长期发电计划编制方法：

水电是良好的调峰电源，故本发明方法在编制水电站群长期发电计划过程中兼顾了电网长期电量及典型日电力需求，建立了以水电站群枯水期典型日负荷峰谷差率最大值最小为目标的数学模型：目标函数如下：

水电站群的约束包括：

(1)水量平衡：

V_m,t+1＝V_m,t+(Q_m,t-q_m,t-qd_m,t)Δ_t (4)

(2)水位控制需求：

Z_m,T＝Z′_m (5)

(3)发电流量上限：

(4)出库流量约束：

(5)库水位约束：

(6)电站出力限制：

式中：t表示长期调度的时段，T表示整个调度周期，T₂表示水电以调度周期内的枯期月份集合，Cday表示电网典型日负荷，pday^max表示水电系统典型日最大出力，pday^min表示水电系统典型日最小出力。m表示电站编号，t表示调度时段编号；V_m,t表示电站m在时段t的库容；Q_m,t表示电站m在时段t的入库流量，q_m,t表示电站m在时段t的发电流量；qd_m,t表示电站m在时段t的弃水流量；Δt表示t时段小时数；Z_m,T表示电站m在调度周期末的水位；表示电站m在时段t的发电流量上限；S_m,t表示电站m在时段t的出库流量，和分比表示电站m在时段t的出库流量上下限；Z_m,t表示电站m在时段t的出库水位，和分比表示电站m在时段t的库水位上下限；P_m,t表示电站m在时段t的出力，和分比表示电站m在时段t的出力的上下限。

其求解方法采用逐步优化和离散微分动态规划算法，通过逐步优化算法将多阶段决策问题按时段分解为多个两阶段子问题，每个子问题的求解中引入离散微分动态规划算法。计算前先确定水库群优化调度的计算周期，并将周期按时段尺度离散成t个时段，每两个相邻时段对应一个子问题。以t和t+1时段的子问题求解过程为例：将具有中长期调节性能的电站按照河流分组计算，固定第一组电站t时段的初水位和t+1时段的末水位以t时段的出库流量为决策变量，以水量平衡方程为状态转移方程，根据设定的步长ε，在第n组内各电站上下各获取一组出库流量离散点，得到3个出库流量数值记为所有的组合具有3^Mn个状态。依次在b＝1，…，3^Mn时按照上下游顺序进行计算：对分组内的电站计算其离散状态编号及t时段出库流量，t时段定流量调节，t+1时段定水位调节计算；对分组外入库流量变化的电站进行t和t+1时段定水位调节。以逐次切负荷方法更新t和t+1时段的典型日负荷分配方式，得到目标函数与惩罚函数值之差。在全部状态计算完毕后，获得最优组合位置及分组内电站t时段出库流量，按同样的方法进行调节计算，完成一次寻优。而后进行下一组电站寻优直至所有组均完成优化，反复迭代直至子问题收敛，至此一个子问题求解结束。按时间顺序求解下一子问题，直至所有子问题求解结束，反复迭代直至目标函数收敛。水电系统求解算法流程图如图2所示。

水电站典型日出力的确定方法采用水电逐次切负荷法，主要步骤如下：

(1)将水电站按照装机容量从大至小排序；

(2)各电站依次参与平衡，计算面临时刻典型日剩余负荷的最大值，并以此值减去该电站的最大可用容量为其初始工作位置；

(3)如果该电站的日电量大于给定值则抬高工作位置，反之则降低工作位置，将工作位置和工作位置加最大可用容量之间的负荷分配给该机组；

(4)不断重复步骤(3)，步长取该电站分配到的平均出力与给定的平均出力之差，直至电站分配到的平均出力与给定平均出力相等或电站的工作位置达到最低位置。

水电系统优化完成后，根据水电站月平均出力及其各月典型日出力更新此时电网剩余负荷及典型日剩余负荷。

气电与煤电长期发电计划编制方法：

燃气电站与燃煤电站同属火电站，因受“三公”约束制约，为更好得平衡电网剩余负荷及典型日剩余负荷，他们发电计划编制过程相互耦合。为合理分配各气电机组及煤电机组的电量，现将分配过程分为四个步骤：

(1)确定气电所有机组及煤电所有机组各自的年度总电量。

(2)将两类机组年度总电量分解到各机组各月，计算机组各月合同电量。

(3)将各机组各月电量分解到典型日。

(4)若典型日负荷无法平衡则重新分配气电所有机组及煤电所有机组各自的年度总电量，并重复(2)-(4)步骤。

因气电价格昂贵，为节约电网购电成本，在保证电网安全的条件下，控制气电总电量在一个较低的水平，设置初始气电及煤电年度总电量分配比例β。以此比例分配将电网剩余未平衡电量分配给气电和煤电，则气电分配到的电量为W_qi＝β×W′，煤电分配到的电量为W_mei＝(1-β)×W′。

确定两类电源年度电量后，需将年度电量分配到各机组，年度电量分解以尽可能保持各机组在各时段发电进度相互接近为原则，将各机组年度合同电量分解到各月，以实现各月电量平衡。

以煤电机组为例，各机组年度合同电量的确定步骤：

(1)根据年度电量平衡方程，考虑容量级差，年度考核奖励及脱硫脱硝奖励计算电网年度煤电机组平均利用小时数X。

由平均发电利用小时数X推算各机组年度合同电量

W_m＝(X+T_R+T_m+T_n)×P_m m＝1,2,3,…M (11)

式中m表示机组编号，M表示机组总台数，X表示全网平均发电利用小时数，T_m表示第m台机组年度考核奖励发电利用小时数，T_R表示第m台机组容量级差奖励发电利用小时数，P_m表示对应机组的发电容量；n表示脱硫脱硝机组编号，N表示脱硫脱硝机组总台数，T_n第n台机组脱硫脱硝考核奖励发电利用小时数，P_n表示对应机组的发电容量；W_mei表示煤电左右机组总电量，W_m表示第m台机组年度合同电量。

月度合同电量的确定步骤：

年度电量分解至月的过程是在满足年度合同电量约束及月度电量平衡约束的条件下确定机组各月合同电量。该问题的求解实质上是对一个二次规划问题的求解，为降低求解难度，本发明方法改进了常规的电量分解方法，具体步骤如下：

(2)不考虑检修约束，按月负荷比例将各机组年度电量分解到月，电量分配公式如下：

式中m表示机组编号，t表示月份编号，W_mt′表示第m台机组t月发电量，W_m表示第m台机组年度总电量，Q_t表示t月电网电量需求，Q表示全年电网电量总需求。

(3)考虑检修及年度电量平衡约束，将机组检修月份电量按各月发电能力比例分配给该机组其他月份，修正机组各月电量，此时负荷平衡约束被破坏。分配公式如下：

式中C_t表示检修后t月所有机组总不平衡电量，C_m,t表示第m台机组t月不平衡电量，W_mt¹表示修正后第m台机组t月发电量。

(4)考虑月度负荷平衡约束，进行机组维度上电量重新分配，进行第二次电量修正，分配后月度电量平衡约束得到满足，机组年度合同电量约束将不再满足。令t₀＝1，对一月份电量先进行修正，修正公式如下：

可知当月的偏差电量为：

式中t₀表示电量修正月份编号，表示t₀月所有机组总发电量，表示二次修正前第m台机组t₀月发电量，表示二次修正后第m台机组t₀月发电量。表示二次修正后第m台机组t₀月合同不平衡电量。

(5)在时间维度上对电量进行第三次修正。保证t₀月之前的电量不变，将t₀月的偏差电量分配给t₀后的月份。分配公式如下：

式中W_m,t³表示三次修正后第m台机组t月发电量，t＞t₀；

(6)令t₀＝t₀+1，重复第3、4步，对之后时段依次进行修正，一直修正到11月。第12月的修正方法略有差别，将其偏差电量重新分配给1-11月。

(7)重复步骤(3)-(5)，直到满足精度为止。

确定气电站典型日出力之前需先进行气电开停机优化，以机组最小负荷率作为开停机评价指标，主要步骤如下：

(1)按照月平均负荷与典型日平均负荷的比例，将气电各机组电量分配至典型日，确定气电机组各月典型日电量；

(2)将气电机组按照归属电站分为N组，各组内机组按照装机容量从小到大排序；

(3)设置气电开机机组最小负荷率约束λ；

(4)令n＝1，i＝1，并将所有机组设为开机；

(5)计算n组电站开机机组负荷率λ′，若λ′＞λ且n+1＜N，则令n＝n+1，则令i＝1，并重复步骤(5)；若λ′＞λ且n+1＝N，则计算完成退出；若λ′＜λ，则令i＝i+1，转步骤(6)；

(6)对第n组电站内机组进行遍历，关停其第i台气电机组，并将被关停机组的典型日电量按照装机容量比例分给电站内其他开机机组，转步骤(5)。

气电开机机组典型日出力分配方法采用气电两班制逐次切负荷法，步骤与水电采用的逐次切负荷方法类似，区别在于水电切负荷的主体为电站，气电切负荷的主体为机组。

煤电机组开停机方法，以开机机组容量作为评价指标，包括以下步骤：

(1)按照月平均负荷及典型日平均负荷比例，将煤电各机组电量分配至典型日，确定煤电机组各月典型日电量；

(2)将煤电机组按照归属电站分为N组，各组内机组按照装机容量从小到大排序；

(3)令n＝1，i＝1，并将所有机组设为开机；

(4)计算所有开机机组容量和α，典型日最大负荷以p_max表示，备用容量为p′，p_zong＝p′+p_max，若α＜p_zong，则设置第n个电站第i台机组开机，计算结束；若α＞p_zong，则转步骤(5)；

(5)第n个电站的机组总数为I，若i＜I，则关停第n个电站第i台机组，令n＝n+1；若i＝I，则令n＝n+1；

(6)若n＜N，则转步骤(4)；若n＝N，则令n＝1，i＝i+1，转步骤(4)；

煤电开机机组典型日出力分配方法采用煤电逐次切负荷法，步骤与气电采用的逐次切负荷方法类似，区别在于气电机组典型日仅开机几个时段，煤电机组开机全时段均需开机，即需考虑最小出力约束。

至此四类电源长期发电计划及其长期典型日出力计划均已制作完成。判断电源典型日出力能否平衡典型日负荷，若是，则计算结束，输出方案，若否，则修正气电及煤电年度总电量分配比例β，令β＝β+Δβ，重新进行气电与煤电长期发电计划编制，直至典型日负荷平衡。

结合上述子问题的建模及求解策略，一次完整的发电计划编制过程，按照下述步骤(1)-(9)即可实现：

步骤1.建立省级电网长期多电源协调调度数学模型，初始化计算条件，包括水、气、煤、核四类电站和机组的运行条件及约束、电网月平均负荷过程及各月典型日负荷过程。

步骤2.确定核电机组年度发电能力，并以此以作为其各月发电计划。按各月电量需求及典型日电量需求比例推算核电典型日电量。并以逐次切负荷方法确定核电机组典型日各时段出力。计算此时扣除核电机组月平均出力的电网剩余负荷，扣除核电机组各月典型日出力的电网典型日剩余负荷。

步骤3.建立以水电站群枯水期典型日剩余负荷峰谷差率最大值最小为目标的数学模型，对网内水电站群进行优化调度，并将水电站各月电量分配到典型日，以水电逐次切负荷方法确定典型日水电站各时段出力。根据所得水电站月平均出力及其各月典型日出力更新此时电网剩余负荷及典型日剩余负荷。

步骤4.根据气电机组运行需求设定气电各月发电量占剩余未平衡电量的最小比例β。

步骤5.以比例β将电网未平衡电量分配给气电及煤电机组，计为W_qi和W_mei。

步骤6.以改进的电量分解方法将气电年度总电量W_qi、煤电年度总电量W_mei分配至机组年内各月。

步骤7.确定气电典型日的开机机组，并将气电机组月度电量按月电量与典型日电量比例分配给开机机组，采用气电两班制切负荷方法平衡典型日剩余负荷，以此确定典型日各时段机组出力，更新月平均剩余负荷及典型日剩余负荷。

步骤8.确定煤电典型日的开机机组，并将各煤电机组月度电量按月总电量与典型日电量比例分配到开机机组，采用煤电切负荷方法平衡典型日剩余负荷，以此确定典型日各时段机组出力，更新月平均剩余负荷及典型日剩余负荷。

步骤9.至此若典型日负荷无法平衡，则增大气电总电量占比β，令β＝β+Δβ，重置月平均剩余负荷及典型日剩余负荷，重复步骤(4)-(9)，直至典型日负荷平衡，输出各机组长期发电计划及典型日发电计划。

现以我国浙江电网作为研究对象，采用本发明方法制作浙江电网年度发电计划，浙江电网是华东电网的重要组成成分，省内统调机组包含煤、气、水、核电四种机组，各类电源装机比例如表1所示，仿真算例各类电源年度电量平衡结果如图3所示，二月各类电源典型日出力过程如图4所示。分析可知，在不考虑区外送电电量的情况下，本发明方法通过协调省内机组的电量分配，使得清洁能源水电得到充分消纳，煤电在“三公”约束下兼顾了年度考核指标、排放指标、机组效率等因素，同时实现了电网年度电量平衡及长期典型日的电力平衡，有利于后续较小尺度的发电计划的安排。此外本发明方法还将气电电量约束在一个较小的区间，降低了电网购电费用，具有良好的经济性和实用性。

表1浙江电网各类电源装机及占比表(单位：MW)

以所示的一种含水气煤核电的省级电网长期多电源协调调度方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行等同修改，均在本方案的保护范围之列。