一种多源机组发电成本曲线的生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生成方法，具体涉及一种多源机组发电成本曲线的生成方法。
【背景技术】
[0002] 随着特高压电网的建设和大区电网互联的推进，电力系统规模逐步扩大，发电装 机和负荷水平迅速增长，加之大规模可再生能源的接入，电网运行和调度的复杂性急剧增 加。当前我国电力调度机构编制机组发电计划方式，难以保证调度运行的安全性和经济性。 安全约束经济调度的目的是实现发电系统的最优经济运行，其基本原理是在机组启停计划 的基础上，以系统总的成本最小为目标，确定最优的机组出力计划，满足机组出力上限/下 限、爬坡率/滑坡率、输电设备输送能力等约束。
[0003] 安全约束经济调度将机组出力分配与电网安全联合优化，是解决电网安全和多时 段发电计划优化的良好工具，近些年在日计划编制和实时调度领域得到广泛的研究和应 用。然而，目前安全约束经济调度的优化模型均是基于成本模式的，如电价、能耗、燃料费用 等，无法满足我国发电计划优化的多模式应用需求。
[0004]目前，我国的调度模式主要有三公调度、节能减排调度等。2015年3月，随着中共 中央国务院《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发[2015]9号文）的发布，新 一轮的电力市场化改革正式起步，我国的调度模式也将向市场化转变。目前的各种调度模 式求解方式均是以相应的成本函数为目标进行安全约束经济调度，研究能够适应各种调度 模式，统一协调多源机组发电成本能够适应三公调度、节能调度、电力市场等多种发电模式 的需要，为实现发电资源优化配置、实现大电网安全约束、降低电网损耗、进一步提高输变 电资源提供了 一个新的解决途径。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种多源机组发电成本曲线的生成方 法，能够有效实现火电机组的计划用电目标，使调节性能好的机组充分发挥调峰能力，保证 充分利用可再生能源。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0007] 本发明提供一种多源机组发电成本曲线的生成方法，所述多源机组包括火电机 组、LNG机组、风电机组和水电机组；所述生成方法包括以下步骤：
[0008] 步骤1 :获取多源机组的基础数据，确定多源机组的发电顺序；
[0009] 步骤2 :生成火电机组的发电成本曲线；
[0010] 步骤3 :生成LNG机组的发电成本曲线；
[0011] 步骤4:生成风电机组和水电机组的发电成本曲线；
[0012] 步骤5 :以多源机组的发电成本最小为目标进行安全约束经济调度。
[0013] 所述步骤1中，多源机组的基础数据包括火电机组开机最小脱油稳燃出力、风电 机组计划出力、水电机组计划出力、火电机组开机最小技术出力、LNG机组开机最小出力、 LNG机组开机最大出力、火电机组开机最大技术出力、水电机组最大技术出力以及以上各出 力对应的发电成本。
[0014] 所述步骤1中，根据多源机组的运行因素确定多源机组的发电顺序；
[0015] 所述多源机组的运行因素包括多源机组的运行特性、不同水文情况下的发电基本 序位和不同时段的发电基本序位；
[0016] 多源机组的运行特性包括火电机组按照负荷率运行、LNG机组按照调峰原则运行、 风电机组按照计划出力运行、有调节性能的水电机组按照调峰原则运行、无调节性能的水 电机组按照固定出力方式运行；
[0017] 不同水文情况包括丰水期和枯水期；不同时段包括高峰时段和低谷时段。
[0018] 所述步骤2具体包括以下步骤：
[0019] 步骤2-1 :计算火电机组的计划出力，有：
[0020] 5：Pi,f〇ss=Pload-XPm,wind-^Pn.hydr'^Pr,fix ⑴
[0021] 其中，Plifciss表示第i台火电机组的计划出力，Pwd表示多源机组承担的负荷， 表示第m台风电机组的预测出力，Pn,hyt表示第n台水电机组的预测出力，Ptflx表示第r台 多源机组的固定出力；
[0022] 步骤2-2 :计算火电机组计划电量和负荷率，并按照负荷率大小对所有火电机组 进行排序；具体有：
[0023]设第i台火电机组计划电量为Plijh，有：
[0024] Plijh= 5：Pi.foss^.max/^Pi.max ⑵
[0025] 其中，Plifciss表示第i台火电机组的计划出力，Pliniax表示第i台火电机组的最大发 电量；
[0026] 第i台火电机组的负荷率用Rlijh表示，有：
[0027] R1,jh=Plijh/P1,n1ax (3)
[0028] 步骤2-3 :计算第i台火电机组在j时段的期望出力Puw，有：
[0029] PliJiqw=Pj.load^.jh/^Pl.foss (4)
[0030] 其中，PUciad表示多源机组在j时段承担的负荷；
[0031] 步骤2-4 :生成火电机组的发电成本曲线；具体有：
[0032] 火电机组的出力点包括火电机组开机最小脱油稳燃出力、火电机组开机最小技 术出力、火电机组开机正常最小出力、火电机组开机期望出力和火电机组开机最大技术出 力；
[0033] 1)火电机组在开机时段各个出力点对应的发电成本如下：
[0034] 火电机组开机最小脱油稳燃出力对应的发电成本为F_,fciss;
[0035] 火电机组开机最小技术出力对应的发电成本为F_,fc]SS+Flifc]SS;
[0036] 火电机组开机正常最小出力对应的发电成本为 foss+Ff〇ss ?
[0037] 火电机组开机期望出力对应的发电成本为
[0038] 火电机组开机最大技术出力对应的发电成本为
[0039] 其中，Flifciss表示火电机组开机最小技术出力对应的发电成本与火电机组开机最 小脱油稳燃出力对应的成本之差，Ffciss表示基于火电机组个数的成本值；
[0040]2)火电机组在停机时段的发电成本曲线仅有一段，即火电机组出力为0时对应的 发电成本SF_ifciss;
[0041] 3)火电机组在固定出力时段的发电成本曲线分为两段，即火电机组出力为0时的 成本为F_,fciss，固定出力对应的发电成本为F_,fC]SS;
[0042] 其中，F_,fc]S^示火电机组出力对应的最大成本。
[0043] 所述步骤3包括以下步骤：
[0044] 步骤3-1 :生成LNG机组低谷时段发电成本曲线，具体有：
[0045] LNG机组低谷时段发电成本曲线分成两段，即LNG机组开机出力为0时对应的发电 成本为FMng，LNG机组开机最小出力对应的发电成本为F_ilng，保证在负荷低谷时段，需要 LNG机组开机时按LNG机组开机最小出力发电；
[0046] 步骤3-2 :生成LNG机组高峰时段发电成本曲线，具体有：
[0047]LNG机组高峰时段发电成本曲线分成两段，S卩LNG机组开机最小出力的发电成本 为F_ilng，LNG机组开机最大出力对应的发电成本为F_ilng，保证在负荷高峰时段，需要LNG 机组开机时按照LNG机组开机最大出力发电；
[0048] 步骤3-3:生成LNG机组固定时段发电成本曲线，
[0049] LNG机组固定时段发电成本曲线分成两段，即LNG机组开机出力为0时对应的发电 成本为FMng，LNG机组固定出力对应的发电成本为F_,flx,lng。
[0050] 所述步骤4包括以下步骤：
[0051] 步骤4-1 :生成风电机组的发电成本曲线，具体有：
[0052] 根据风电机组预测出力，将风电机组的发电成本曲线分为以下三段：
[0053]1)风电机组的出力为0时，对应的发电成本为F_,wind;
[0054]2)风电机组以预测出力发电时，对应的发电成本为F_,wind+F2,wind;
[0055] 3)风电机组以最大出力发电时，对应的发电成本SF_.wind;
[0056] 其中，F2,wind表示风电机组以预测出力发电时对应的发电成本与风电机组的出力 为0时对应的发电成本之差；
[0057] 步骤4-2 :生成水电机组的发电成本曲线，具体有：
[0058] 根据水电机组预测出力，将水电机组的发电成本曲线分为以下三段：
[0059] 1)水电机组的出力为0时，对应的发电成本为F_,hydr;
[0060] 2)水电机组以计划出力发电时，对应的发电成本SF_, hydr+F2,hydr，
[0061] 3)水电机组以最大出力发电时，对应的发电成本
[0062] 其中，F2,hydr表示水电机组以计划出力发电时对应的发电成本与水电机组的出力 为0时对应的发电成本之差；
[0063] 所述步骤5具体包括以下步骤：
[0064] 步骤5-1 :设多源机组的发电成本用F表示，以多源机组的发电成本最小为目标进 行安全约束经济调度，于是目标函数如下：
[0065]
('3 )：
[0066] 其中，Nr表示多源机组台数，r= 1，2,…，Nr;N.j表示时段数目，j= 1，2,…，N.j; Pjj)表示第r台多源机组在j时段的出力值，FJh(j)，j)表示第r台多源机组在j时段 的发电成本；
[0067] 步骤5-2 :确定目标函数对应的约束条件，所述约束条件包括功率平衡约束、支路 传输功率约束、断面传输功率约束、多源机组限值约束和多源机组爬坡约束；
[0068] 1)功率平衡约束表示为：
[0069] r=i
[0070] 其中，PUciad表示多源机组在j时段承担的负荷；
[0071] 2)支路传输功率约束表示为：