本發(fā)明涉及一種輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法，屬于電力系統(tǒng)運行控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國三北地區(qū)風(fēng)電棄電現(xiàn)象嚴(yán)重，在冬天受到城區(qū)供熱系統(tǒng)的最小運行約束限制，熱電聯(lián)產(chǎn)機組無法減小其出力為風(fēng)電的消納提供空間。具體來說，冬季夜晚屬于風(fēng)電高發(fā)期，但夜晚同時具有很高的居民熱負荷，導(dǎo)致了風(fēng)電需要被限制來為熱電聯(lián)產(chǎn)機組提供出力空間，因此供熱和風(fēng)電消納需求之間存在矛盾。由于供熱管網(wǎng)具有良好的儲熱效益，綜合考慮電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)進行調(diào)度可以實現(xiàn)負荷調(diào)峰，有效提高系統(tǒng)運行的靈活性，減小棄風(fēng)現(xiàn)象。

在輔助服務(wù)市場環(huán)境下，常規(guī)機組的有功備用需要被考慮到備用成本中，這導(dǎo)致了在輔助服務(wù)市場環(huán)境下電力系統(tǒng)的調(diào)度與傳統(tǒng)調(diào)度存在不同，需要針對輔助服務(wù)市場獨立考慮。

電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)分別由電力公司與供熱公司獨立運行，由于調(diào)度獨立性，難以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)完整模型進行統(tǒng)一調(diào)度。因此，提出輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度算法方法十分必要。具體來說，電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)可以分別對各自管轄的區(qū)域進行調(diào)度優(yōu)化，通過邊界條件的迭代獲得輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度的全局最優(yōu)解。

變方向乘子算法是一種分布式求解算法，可將復(fù)雜的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為若干相對簡單的問題分布式進行求解，通過迭代可獲得全局最優(yōu)解。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法，針對電力系統(tǒng)與供熱系統(tǒng)分別建模，考慮電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)的耦合約束，建立輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合調(diào)度模型。針對輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合調(diào)度模型，基于變方向乘子算法，提出輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合調(diào)度模型的分布式求解算法。

本發(fā)明提出的輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法，包括以下步驟：

(1)建立輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型，調(diào)度模型由目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成，具體包括：

(1-1)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)：

熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)為電力系統(tǒng)運行成本、電力系統(tǒng)備用輔助服務(wù)成本與供熱系統(tǒng)運行成本之和的最小化，表達式為：

上式中，t為調(diào)度時段集合，上標(biāo)chp、tu、wd、hb和as分別表示熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組、熱鍋爐和輔助服務(wù)，i^chp、i^tu、i^wd和i^hb分別為熱電聯(lián)合系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組和熱鍋爐的編號集合，下標(biāo)i,t表示第i臺機組在調(diào)度時段t的相應(yīng)變量，和分別為熱電聯(lián)合系統(tǒng)中熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組和熱鍋爐的生產(chǎn)成本函數(shù)，為電力系統(tǒng)中常規(guī)機組提供的備用輔助服務(wù)成本函數(shù)，i為熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組和熱鍋爐中機組或鍋爐的編號，t為調(diào)度時段；

其中的熱電聯(lián)產(chǎn)機組的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，和分別為生產(chǎn)成本系數(shù)，生產(chǎn)成本系數(shù)為熱電聯(lián)產(chǎn)機組固有參數(shù)，和分別為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組在第t個調(diào)度時段的有功功率和產(chǎn)熱功率；

常規(guī)機組的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，和為常規(guī)機組的發(fā)電成本系數(shù)，該系數(shù)為常規(guī)機組的固有參數(shù)，為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的有功功率；

風(fēng)電機組的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，為棄風(fēng)懲罰因子，取值范圍一般為1～10，棄風(fēng)懲罰因子的取值根據(jù)對風(fēng)電的消納需求確定，由電力系統(tǒng)調(diào)度中心根據(jù)調(diào)度結(jié)果反饋進行調(diào)節(jié)，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的可用有功功率，從風(fēng)電的發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù)中獲取，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的實際有功功率；

常規(guī)機組提供的備用輔助服務(wù)成本函數(shù)為：

上式中，上標(biāo)ru和rd分別表示向上和向下旋轉(zhuǎn)備用，和分別為電力系統(tǒng)在第t個調(diào)度時段的向上和向下的備用輔助服務(wù)競價價格，該價格由輔助服務(wù)市場的參與主體中報價最高者處獲取，和分別為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用；

熱鍋爐的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，為熱鍋爐的產(chǎn)熱成本系數(shù)，為熱鍋爐固有參數(shù)，為第i臺熱鍋爐在第t個調(diào)度時段的產(chǎn)熱功率；

(1-2)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型的約束條件，包括：

(1-2-1)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的運行約束條件：

熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行的有功功率和產(chǎn)熱功率的約束條件為：

上式中，γ為運行極點的編號，運行極點是指熱電聯(lián)產(chǎn)機組的產(chǎn)熱功率和發(fā)電功率所組成的平面區(qū)域的頂點，nei為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組的運行極點編號集合，pi^γ,分別為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組第γ個運行極點的有功功率和產(chǎn)熱功率，為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組在第t個調(diào)度時段的運行點對應(yīng)第γ個運行極點的凸組合系數(shù)，取值范圍為0～1；

熱電聯(lián)產(chǎn)機組爬坡能力約束條件為：

上式中，和分別為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組的向上爬坡能力和向下爬坡能力，從機組說明書中獲取，δt為每個調(diào)度時段的長度；

常規(guī)機組運行的有功功率約束條件為：

上式中，和分別為第i臺常規(guī)機組的有功功率上限和有功功率下限；

常規(guī)機組爬坡能力的約束條件為：

上式中，和分別為第i臺常規(guī)機組的向上爬坡能力和向下爬坡能力；

常規(guī)機組的旋轉(zhuǎn)備用約束條件為：

上式中，和分別為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用；

風(fēng)電機組運行約束條件為：

上式中，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的可用有功功率，從風(fēng)電的發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù)中獲取，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的實際有功功率；

熱電聯(lián)合系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的功率平衡約束條件為：

上式中，m為電力系統(tǒng)中負荷的編號，上標(biāo)ld代表負荷，i^ld為電力系統(tǒng)所有負荷的編號集合，dm,t為第m個負荷在第t個調(diào)度時段的負荷大?。?/p>

熱電聯(lián)合系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的線路傳輸容量約束條件為：

上式中，j為電力系統(tǒng)中線路的編號，i^ln代表電力系統(tǒng)線路編號集合，l為電力系統(tǒng)中節(jié)點的編號，i^eps代表電力系統(tǒng)中節(jié)點編號集合，和分別代表電力系統(tǒng)中與第l個節(jié)點相連接的熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組與負荷的編號集合，lj代表電力系統(tǒng)中第j個線路的最大有功功率，sfj-l為第l個節(jié)點到第j個線路的轉(zhuǎn)移分布因子，轉(zhuǎn)移分布因子從電力系統(tǒng)運行拓撲圖上獲?。?/p>

電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用約束條件為：

上式中，srut和srdt分別代表電力系統(tǒng)在第t個調(diào)度時段所需的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用，和分別為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用；

(1-2-2)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)中供熱系統(tǒng)運行約束條件，包括：

(1-2-2-1)包括有熱電聯(lián)產(chǎn)機組和熱鍋爐的熱源供熱約束條件，包括：

熱源產(chǎn)熱功率與供熱系統(tǒng)節(jié)點的供水和回水之間溫差的約束條件為：

上式中，集合和分別為與供熱系統(tǒng)節(jié)點k相連的熱電聯(lián)產(chǎn)機組編號集合和熱鍋爐編號集合，c為水的比熱容，mk為供熱系統(tǒng)節(jié)點k的水流量，上標(biāo)s和r分別表示供水管和回水管，下標(biāo)k,t表示供熱系統(tǒng)中第k個節(jié)點在調(diào)度時段t的相應(yīng)變量，和分別表示供熱系統(tǒng)節(jié)點k在調(diào)度時段t的供水管水溫和回水管水溫，集合為供熱系統(tǒng)中與熱源相連接的節(jié)點集合；

熱鍋爐的產(chǎn)熱功率的約束條件，即熱鍋爐的產(chǎn)熱功率需在其產(chǎn)熱功率上限內(nèi)：

上式中，表示第i個熱鍋爐的產(chǎn)熱功率上限；

供熱系統(tǒng)中與熱源相連接的節(jié)點的供水管水溫約束條件：

上式中，和為供熱系統(tǒng)中任意節(jié)點k的供水管水溫上限和供水管水溫下限；

(1-2-2-2)換熱站運行約束條件，包括：

換熱功率與供熱系統(tǒng)節(jié)點的供水管水溫、回水管水溫的溫差為：

上式中，n為換熱站的編號，為供熱系統(tǒng)中與節(jié)點k相連接的換熱站編號集合，表示第n個換熱站在第t個調(diào)度時段的換熱功率，表示供熱系統(tǒng)中與換熱站相連接的節(jié)點集合；

換熱站的回水管水溫確保在安全范圍內(nèi)：

上式中，和分別為供熱系統(tǒng)中節(jié)點k的回水管水溫上限和回水管水溫下限；

(1-2-2-3)供熱系統(tǒng)運行約束條件，包括：

其中，k1和k2分別為供熱系統(tǒng)中相鄰的兩個節(jié)點，定義k1為流入節(jié)點，k2為流出節(jié)點，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水流量和回水流量，和分別為供熱系統(tǒng)中節(jié)點k1在供水管中的父節(jié)點集合和在回水管中的父節(jié)點集合，為第t個調(diào)度時段的環(huán)境溫度，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水熱傳導(dǎo)系數(shù)和回水熱傳導(dǎo)系數(shù)，和的取值由下式測算：

其中，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水管和回水管的單位熱傳導(dǎo)系數(shù)，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水管和回水管的長度；

和分別為供熱系統(tǒng)的溫度變量，溫度變量的計算公式為：

上式中，分別表示供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1時供水管和回水管所需的調(diào)度時段數(shù)，符號表示向下取整；

(2)將步驟(1)建立的輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型轉(zhuǎn)化成矩陣形式，用xe表示電力系統(tǒng)變量，電力系統(tǒng)變量包括和用xh表示供熱系統(tǒng)變量，供熱系統(tǒng)變量包括和則輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型轉(zhuǎn)化為如下的矩陣形式：

約束條件為：

xe∈xe

xh∈xh

dxe＝exh

上式中，ce和ch分別表示電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)，其中，ce為ch為約束集合xe為電力系統(tǒng)的約束條件集合，即步驟(1-2-1)中的全部約束條件所構(gòu)成的集合；約束集合xh表示供熱系統(tǒng)約束條件集合，即步驟(1-2-2)中的全部約束條件所構(gòu)成的集合；約束dxe＝exh表示電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)耦合約束條件，既變量xe中的和變量xh中的對應(yīng)相等，d、e的每一行與每一個電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)耦合約束條件一一對應(yīng)，d的每一列與電力系統(tǒng)中的每一個變量一一對應(yīng)，e的每一列與供熱系統(tǒng)中的每一個變量一一對應(yīng)，其中d、e的每一個元素為該元素所在行所對應(yīng)的約束條件中其列所代表的變量的系數(shù)；

(3)采用變方向乘子算法，對上述步驟(2)得到的矩陣形式的輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型進行求解，步驟如下：

(3-1)初始化：將迭代次數(shù)u初始化為0，初始化λ^(u)＝0，定義α＝1，并定義如下式的增廣拉格朗日函數(shù)a(xe,xh,λ)：

(3-2)按照下式求解下面的電力系統(tǒng)的調(diào)度策略：

(3-3)按照下式求解下面的供熱系統(tǒng)的調(diào)度策略：

(3-4)按照下式更新λ^(u+1)：

(3-5)根據(jù)上述步驟(3-2)和步驟(3-3)的計算結(jié)果進行判斷，若||dxe-exh||＜10-⁶，則進行步驟(3-6)，若||dxe-exh||≥10-⁶，則將迭代次數(shù)u增加1，返回步驟(3-2)繼續(xù)計算；

(3-6)將得到的最優(yōu)解作為輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度的調(diào)度參數(shù)。

本發(fā)明提出的輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法，其優(yōu)點是：

本方法結(jié)合了備用輔助服務(wù)市場環(huán)境，綜合考慮了電力系統(tǒng)的調(diào)度模型和供熱系統(tǒng)的調(diào)度模型，并考慮了輔助服務(wù)市場環(huán)境下的額外調(diào)度目標(biāo)，建立了輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型。針對所提出的輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型，利用變方向乘子算法，實現(xiàn)了輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度。本發(fā)明提出的輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法中，電力系統(tǒng)和各個供熱系統(tǒng)分布式處理各自所管轄區(qū)域的調(diào)度問題，通過不同系統(tǒng)間邊界數(shù)據(jù)的交互迭代獲得輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度最優(yōu)解。所提出的輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法具有良好的收斂速度，可以通過供熱系統(tǒng)的儲熱效應(yīng)提高系統(tǒng)運行的靈活性。本發(fā)明方法中的迭代算法可以通過電力系統(tǒng)與供熱系統(tǒng)之間邊界條件的交互迭代獲得全局最優(yōu)解，并能顯著提升供熱系統(tǒng)的靈活性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法涉及的熱電聯(lián)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提出的輔助服務(wù)市場環(huán)境下的熱電聯(lián)合系統(tǒng)分布式調(diào)度方法，包括以下步驟：

(1)建立輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型，調(diào)度模型由目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成，具體包括：

(1-1)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)：

熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)為電力系統(tǒng)運行成本、電力系統(tǒng)備用輔助服務(wù)成本與供熱系統(tǒng)運行成本之和的最小化，表達式為：

上式中，t為調(diào)度時段集合，上標(biāo)chp、tu、wd、hb和as分別表示熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組、熱鍋爐和輔助服務(wù)，i^chp、i^tu、i^wd和i^hb分別為熱電聯(lián)合系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組和熱鍋爐的編號集合，下標(biāo)i,t表示第i臺機組在調(diào)度時段t的相應(yīng)變量，和分別為熱電聯(lián)合系統(tǒng)中熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組和熱鍋爐的生產(chǎn)成本函數(shù)，為電力系統(tǒng)中常規(guī)機組提供的備用輔助服務(wù)成本函數(shù)，i為熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組和熱鍋爐中機組或鍋爐的編號，t為調(diào)度時段；

其中的熱電聯(lián)產(chǎn)機組的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，和分別為生產(chǎn)成本系數(shù)，生產(chǎn)成本系數(shù)為熱電聯(lián)產(chǎn)機組固有參數(shù)，該固有參數(shù)可以從機組說明書上獲取，和分別為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組在第t個調(diào)度時段的有功功率和產(chǎn)熱功率；

常規(guī)機組的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，和為常規(guī)機組的發(fā)電成本系數(shù)，該系數(shù)為常規(guī)機組的固有參數(shù)，該固有參數(shù)可以從機組說明書上獲取，，為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的有功功率；

風(fēng)電機組的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，為棄風(fēng)懲罰因子，取值范圍一般為1～10，棄風(fēng)懲罰因子的取值根據(jù)對風(fēng)電的消納需求確定，由電力系統(tǒng)調(diào)度中心根據(jù)調(diào)度結(jié)果反饋進行調(diào)節(jié)，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的可用有功功率，從風(fēng)電的發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù)中獲取，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的實際有功功率；

常規(guī)機組提供的備用輔助服務(wù)成本函數(shù)為：

上式中，上標(biāo)ru和rd分別表示向上和向下旋轉(zhuǎn)備用，和分別為電力系統(tǒng)在第t個調(diào)度時段的向上和向下的備用輔助服務(wù)競價價格，該價格由輔助服務(wù)市場的參與主體中報價最高者處獲取，和分別為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用，其中，向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用分別指發(fā)電機組所能夠提供的向上發(fā)電功率調(diào)節(jié)范圍與向下發(fā)電功率調(diào)節(jié)范圍；

熱鍋爐的生產(chǎn)成本函數(shù)為：

上式中，為熱鍋爐的產(chǎn)熱成本系數(shù)，為熱鍋爐固有參數(shù)，該固有參數(shù)可以從熱鍋爐說明書上獲取，為第i臺熱鍋爐在第t個調(diào)度時段的產(chǎn)熱功率；

(1-2)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型的約束條件，包括：

(1-2-1)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的運行約束條件：

熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行的有功功率和產(chǎn)熱功率的約束條件為：

上式中，γ為運行極點的編號，運行極點是指熱電聯(lián)產(chǎn)機組的產(chǎn)熱功率和發(fā)電功率所組成的平面區(qū)域的頂點，nei為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組的運行極點編號集合，pi^γ分別為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組第γ個運行極點的有功功率和產(chǎn)熱功率，為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組在第t個調(diào)度時段的運行點對應(yīng)第γ個運行極點的凸組合系數(shù)，取值范圍為0～1；

熱電聯(lián)產(chǎn)機組爬坡能力約束條件為：

上式中，和分別為第i臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組的向上爬坡能力和向下爬坡能力，從機組說明書中獲取，δt為每個調(diào)度時段的長度；

常規(guī)機組運行的有功功率約束條件為：

上式中，和分別為第i臺常規(guī)機組的有功功率上限和有功功率下限，可以從機組說明書上獲??；

常規(guī)機組爬坡能力的約束條件為：

上式中，和分別為第i臺常規(guī)機組的向上爬坡能力和向下爬坡能力；

常規(guī)機組的旋轉(zhuǎn)備用約束條件為：

上式中，和分別為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用，其中，向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用分別指發(fā)電機組所能夠提供的向上發(fā)電功率調(diào)節(jié)范圍和向下發(fā)電功率調(diào)節(jié)范圍；

風(fēng)電機組運行約束條件為：

上式中，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的可用有功功率，從風(fēng)電的發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù)中獲取，為第i臺風(fēng)電機組在第t個調(diào)度時段的實際有功功率；

熱電聯(lián)合系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的功率平衡約束條件為：

上式中，m為電力系統(tǒng)中負荷的編號，上標(biāo)ld代表負荷，i^ld為電力系統(tǒng)所有負荷的編號集合，dm,t為第m個負荷在第t個調(diào)度時段的負荷大小；

熱電聯(lián)合系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的線路傳輸容量約束條件為：

上式中，j為電力系統(tǒng)中線路的編號，i^ln代表電力系統(tǒng)線路編號集合，l為電力系統(tǒng)中節(jié)點的編號，i^eps代表電力系統(tǒng)中節(jié)點編號集合，圖1是本發(fā)明方法涉及的熱電聯(lián)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示為本發(fā)明方法涉及的熱電聯(lián)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，以圖1中的電力系統(tǒng)為例，i^eps＝{1，2，3，4，5，6}，i^ln＝{1-2，1-4，2-3，2-4，3-6，4-5，5-6})，和分別代表電力系統(tǒng)中與第l個節(jié)點相連接的熱電聯(lián)產(chǎn)機組、常規(guī)機組、風(fēng)電機組與負荷的編號集合，lj代表電力系統(tǒng)中第j個線路的最大有功功率，sfj-l為第l個節(jié)點到第j個線路的轉(zhuǎn)移分布因子，轉(zhuǎn)移分布因子從電力系統(tǒng)運行拓撲圖上獲??；

電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用約束條件為：

上式中，srut和srdt分別代表電力系統(tǒng)在第t個調(diào)度時段所需的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用，和分別為第i臺常規(guī)機組在第t個調(diào)度時段的向上旋轉(zhuǎn)備用和向下旋轉(zhuǎn)備用；

(1-2-2)輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)中供熱系統(tǒng)運行約束條件，包括：

(1-2-2-1)包括有熱電聯(lián)產(chǎn)機組和熱鍋爐的熱源供熱約束條件，包括：

熱源產(chǎn)熱功率與供熱系統(tǒng)節(jié)點的供水和回水之間溫差的約束條件為：

上式中，集合和分別為與供熱系統(tǒng)節(jié)點k相連的熱電聯(lián)產(chǎn)機組編號集合和熱鍋爐編號集合，c為水的比熱容，mk為供熱系統(tǒng)節(jié)點k的水流量，上標(biāo)s和r分別表示供水管和回水管，下標(biāo)k,t表示供熱系統(tǒng)中第k個節(jié)點在調(diào)度時段t的相應(yīng)變量，和分別表示供熱系統(tǒng)節(jié)點k在調(diào)度時段t的供水管水溫和回水管水溫，供熱系統(tǒng)的每個節(jié)點既有供水管又有回水管，集合為供熱系統(tǒng)中與熱源相連接的節(jié)點集合；

熱鍋爐的產(chǎn)熱功率的約束條件，即熱鍋爐的產(chǎn)熱功率需在其產(chǎn)熱功率上限內(nèi)：

上式中，表示第i個熱鍋爐的產(chǎn)熱功率上限；

供熱系統(tǒng)中與熱源相連接的節(jié)點的供水管水溫約束條件：

上式中，和為供熱系統(tǒng)中任意節(jié)點k的供水管水溫上限和供水管水溫下限；

(1-2-2-2)換熱站運行約束條件，包括：

換熱功率與供熱系統(tǒng)節(jié)點的供水管水溫、回水管水溫的溫差為：

上式中，n為換熱站的編號，為供熱系統(tǒng)中與節(jié)點k相連接的換熱站編號集合，表示第n個換熱站在第t個調(diào)度時段的換熱功率，表示供熱系統(tǒng)中與換熱站相連接的節(jié)點集合；

換熱站的回水管水溫確保在安全范圍內(nèi)：

上式中，和分別為供熱系統(tǒng)中節(jié)點k的回水管水溫上限和回水管水溫下限；

(1-2-2-3)供熱系統(tǒng)運行約束條件，包括：

其中，k1和k2分別為供熱系統(tǒng)中相鄰的兩個節(jié)點，定義k1為流入節(jié)點，k2為流出節(jié)點，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水流量和回水流量，和分別為供熱系統(tǒng)中節(jié)點k1在供水管中的父節(jié)點集合和在回水管中的父節(jié)點集合，節(jié)點k1的父節(jié)點是指與節(jié)點k1直接相連的節(jié)點中水流從該節(jié)點流入至k1的節(jié)點，以圖1中的供熱系統(tǒng)為例，供水管中，節(jié)點2的父節(jié)點為節(jié)點1和節(jié)點4；回水管中，節(jié)點2的父節(jié)點為節(jié)點3和節(jié)點5，為第t個調(diào)度時段的環(huán)境溫度，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水熱傳導(dǎo)系數(shù)和回水熱傳導(dǎo)系數(shù)，和的取值由下式測算：

其中，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水管和回水管的單位熱傳導(dǎo)系數(shù)，該系數(shù)可以從水管銘牌中獲取，和分別為供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水管和回水管的長度；

和分別為供熱系統(tǒng)的溫度變量，該變量用于表示未考慮溫度損失情況下由節(jié)點k2流向節(jié)點k1的供水管水溫和回水管水溫，溫度變量的計算公式為：

上式中，分別表示供熱系統(tǒng)中由節(jié)點k2流向節(jié)點k1時供水管和回水管所需的調(diào)度時段數(shù)，符號表示向下取整；

(2)將步驟(1)建立的輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型轉(zhuǎn)化成矩陣形式，用xe表示電力系統(tǒng)變量，電力系統(tǒng)變量包括和用xh表示供熱系統(tǒng)變量，供熱系統(tǒng)變量包括和則輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型轉(zhuǎn)化為如下的矩陣形式：

約束條件為：

xe∈xe

xh∈xh

dxe＝exh

上式中，ce和ch分別表示電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)，其中，ce為ch為約束集合xe為電力系統(tǒng)的約束條件集合，即步驟(1-2-1)中的全部約束條件所構(gòu)成的集合；約束集合xh表示供熱系統(tǒng)約束條件集合，即步驟(1-2-2)中的全部約束條件所構(gòu)成的集合；約束dxe＝exh表示電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)耦合約束條件，既變量xe中的和變量xh中的對應(yīng)相等，d、e的每一行與每一個電力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)耦合約束條件一一對應(yīng)，d的每一列與電力系統(tǒng)中的每一個變量一一對應(yīng)，e的每一列與供熱系統(tǒng)中的每一個變量一一對應(yīng)，其中d、e的每一個元素為該元素所在行所對應(yīng)的約束條件中其列所代表的變量的系數(shù)；

(3)采用變方向乘子算法，對上述步驟(2)得到的矩陣形式的輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型進行求解，步驟如下：

(3-1)初始化：將迭代次數(shù)u初始化為0，初始化λ^(u)＝0，定義α＝1，并定義如下式的增廣拉格朗日函數(shù)a(xe,xh,λ)：

(3-2)按照下式求解下面的電力系統(tǒng)的調(diào)度策略：

(3-3)按照下式求解下面的供熱系統(tǒng)的調(diào)度策略：

(3-4)按照下式更新λ^(u+1)：

(3-5)根據(jù)上述步驟(3-2)和步驟(3-3)的計算結(jié)果進行判斷，若||dxe-exh||＜10^-6，則進行步驟(3-6)，若||dxe-exh||≥10^-6，則將迭代次數(shù)u增加1，返回步驟(3-2)繼續(xù)計算；

(3-6)將得到的最優(yōu)解作為輔助服務(wù)市場環(huán)境下熱電聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度的調(diào)度參數(shù)。