一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电力系统调度，特别是涉及一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、机组组合是电力系统安排发电计划的重要工具，其目的是在满足机组出力上下限、连续开停机时间、爬坡率等运行约束的条件下，决策一定时间跨度内逐时段的机组开停机状态和计划出力，以达到一定的经济性目标。然而，机组组合是一个多时段耦合的混合整数规划问题，省调规模系统中机组通常有几百台，其煤耗率和技术参数不尽相同，构建高效的机组组合算法并非易事。

2、现有的机组组合算法包括动态规划法(dynamic programming,dp)、拉格朗日松弛算法(lagrangian relaxation,lr)和优先顺序法(priority list,pl)等；其中，dp法先据运行约束条件找出开停机方案可行集，再从中选出经济性最优的方案，由于可行开停机方案数随机组数的增多而呈几何级数增长，该方法难以适用中大规模系统；lr法通过对问题分解加快求解速度，但难以获得全局最优解；此外，pl法中无论是按发电成本由小到大将机组排序加载，直至满足负荷和备用需求的顺序投入法(sequential unit commitment)，还是先假设所有可调度机组为加载状态，再按发电成本由大到小切除机组，直至不存在冗余的备用的逆序切除法(unit decommitment method)都必须遵循先在无运行约束的条件下按经济性指标加载机组，再修改加载方案以满足运行约束的原则实现，且修改运行方案往往依据经验性规则，使得最终得到的开停机计划较大偏离最优解。即现有机组组合算法的普适性和精准性都有待提升，并不能真正满足机组组合调度的经济性目标需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于预分析的机组组合排序方法，通过在考虑机组经济性约束和连续开停机时间约束的情况下，以燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组为原则进行预调度分析，形成基机组集和调峰机组集并确定相应的机组加载序位，再结合逐时加减载算法进行目标日时段递推模拟得到对应时段机组启停策略，解决现有机组组合调度的普适性和精准性欠缺，不能真正满足电力系统经济性目标需求的应用缺陷，能有效提升机组组合调度的透明性、普适性和精准性的同时，还能满足机组组合的经济性目标需求，进而为电力系统的稳定可靠运行提供可靠保障。

2、为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、计算机设备及存储介质。

3、第一方面，本发明实施例提供了一种基于预分析的机组组合排序方法，所述方法包括以下步骤：

4、根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；

5、根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；

6、分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；

7、根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。

8、进一步地，所述根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集的步骤包括：

9、获取火电系统内所有未启用的燃气机组和燃煤机组，作为待调度机组集；

10、根据所述火电系统运行机制，得到系统调度备用时长，并根据所述系统调度备用时长，得到备用燃气机组集；

11、将所述备用燃气机组集和热电机组从所述待调度机组集中移除，得到参与调度机组集；所述参与调度机组集包括待调度燃煤机组集和待调度燃气机组集。

12、进一步地，所述根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集的步骤包括：

13、根据所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的待调整峰荷；

14、按照发电标煤耗率由大到小的顺序，依次满载加载所述待调度燃气机组集中的燃气机组，并根据加载的燃气机组的技术出力同步消减所述待调整峰荷，直至满足预设停止加载条件，得到所述调峰机组集和待调整剩余峰荷；所述预设停止加载条件包括所述待调度燃气机组集中的燃气机组全部加载完毕、或所述待调整峰荷已被全部消减；

15、当燃气机组已全部加载完毕且待调整剩余峰荷不为零时，按照发电煤耗率由小到大的顺序，依次满载加载所述待调度燃煤机组集中的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷后，根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集。

16、进一步地，所述根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集的步骤包括：

17、按照发电成本由高到低的顺序，将各个已加载燃煤机组的技术出力降至对应的最小技术出力，直至满足所述预设燃煤机备用时长运行需求，并获取已加载燃煤机组总出力；

18、判断所述已加载燃煤机组总出力是否大于所述待调整剩余峰荷，若是，则根据已加载燃煤机组得到所述基机组集，反之，则按照最小技术出力加载所述待调度燃煤机组集中未开启的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷，得到所述基机组集。

19、进一步地，所述根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的步骤包括：

20、根据所述目标日剩余负荷曲线，得到目标日最低负荷时段和目标日递推时段范围；

21、将所述目标日最低负荷时段作为起始递推时段，并根据所述起始递推时段和所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的起始时段燃煤机加载目标容量；

22、根据所述基机组加载序位，将所述基机组集中的所有燃煤机组满载加载后，根据所述基机组加载序位的逆序顺序，依次将已加载燃煤机组的技术出力减载至最小技术出力，直至所有加载燃煤机组的总出力等于所述起始时段燃煤机加载目标容量，得到对应的起始时段谷时启停策略；

23、根据所述起始时段谷时启停策略和预设递推时间步长，获取下一递推时段对应的剩余负荷增量，并根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略，以及根据所述下一目标日时段机组启停策略和所述预设加减载算法继续进行逐时递推，直至得到所述目标日递推时段范围内的所有目标日时段机组启停策略。

24、进一步地，所述根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略的步骤包括：

25、当所述剩余负荷增量等于零时，将前一递推时段对应的目标日时段机组启停策略作为当前递推时段的目标日时段机组启停策略；

26、当所述剩余负荷增量大于零时，根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力，直至出力调增后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设煤机加载条件为未满发且在所述基机组加载序位中的加载序位最小；所述预设煤机调增量约束包括负荷增量约束、机组爬坡率约束和备用时长需求约束；所述预设燃机加载条件为未满发或未加载，且在所述调峰机组加载序位中的加载序位最小；所述预设燃机调增量约束包括负荷增量约束、机组最小技术出力和最大出力约束；

27、当所述剩余负荷增量小于零时，则按照预设减载顺序循环下调机组出力，直至出力下调后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设减载顺序包括先按照所述基机组加载序位的逆序顺序将未降载至最小技术出力的燃煤机组出力减载至最小技术出力，再按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序将已加载且技术出力大于最小技术出力的燃气机组进行出力下调，最后按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序关闭已加载燃气机组。

28、进一步地，所述根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力的步骤包括：

29、判断已加载燃煤机组的总未满发容量是否大于预设备用容量；

30、若大于，则根据预设煤机加载条件获取待调增燃煤机组，根据预设煤机调增量约束获取对应的待调增煤机出力量，并根据所述待调增煤机出力量对所述待调增燃煤机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设煤机加载条件和所述预设煤机调增量约束继续调增燃煤机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；

31、若等于，则根据预设燃机加载条件获取待调增燃气机组，根据预设燃机调增量约束获取对应的待调增燃机出力量，并根据所述待调增燃机出力量对所述待调增燃机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设燃机加载条件和所述预设燃机调增量约束继续调增燃气机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略。

32、第二方面，本发明实施例提供了一种基于预分析的机组组合排序系统，所述系统包括：

33、预处理模块，用于根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；

34、预分析模块，用于根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；

35、序位分析模块，用于分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；

36、策略生成模块，用于根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。

37、第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

38、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

39、上述本技术提供了一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、计算机设备和存储介质，通过所述方法实现了根据火电系统运行机制得到参与调度机组集后，根据包括机组经济性约束和连续开停机时间约束的预设约束条件、包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组的预设机组加载原则和获取的目标日剩余负荷曲线，对参与调度机组集进行机组调度预分析得到基机组集和调峰机组集，并根据燃煤机组发电煤耗率和燃气机组单机容量，分别对基机组集和调峰机组集中的各个机组进行升序排列，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位，以及根据目标日剩余负荷曲线、基机组加载序位和调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的技术方案。与现有技术相比，该基于预分析的机组组合排序方法，能有效提升机组组合调度的透明性、普适性和精准性的同时，还能满足机组组合的经济性目标需求，进而为电力系统的稳定可靠运行提供可靠保障。