專利名稱：一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電網調度運行技術領域，尤其涉及一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法。
背景技術：
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調度方法通常為水火電聯(lián)合調度，隨著我國風電的迅猛發(fā)展，大規(guī)模風電并網運行，傳統(tǒng)的水、火電調度方法已不能有效解決風電的隨機性、波動性對電網安全、穩(wěn)定、經濟運行造成的影響，依靠加裝調節(jié)裝置、能量存儲設備等手段，對風電功率進行局部調節(jié)難以滿足電力系統(tǒng)實時運行的要求。更有效手段是在全網范圍內調用水電機組、 火電機組可調節(jié)資源，配合大型風電基地進行風、水、火電聯(lián)合調度。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調度方法的調度目標通常是從發(fā)電側節(jié)能發(fā)電的角度出發(fā)，考慮發(fā)電經濟效益或者環(huán)境效益最優(yōu)。而當前我國廠網分開，在調度實踐中，電網調度人員往往更關心能否使相鄰時段火電機組出力盡量平緩，以及盡可能保證火電機組實際發(fā)電量與計劃發(fā)電量偏差小等技術指標，因此從調度機構角度出發(fā)提出新型的調度目標更加符合電網公司調度的需求。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調度方法的約束條件通常只考慮了系統(tǒng)電力電量平衡、正備用容量約束、機組運行約束、輸電線路容量限制等，而并未充分考慮我國梯級水電站的特點，以及大規(guī)模風電并網后對潮流斷面穩(wěn)定性造成的影響，調度機構所關心的地區(qū)間合同電量的傳輸情況等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供符合電網公司調度的一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法。為實現上述目的，本發(fā)明提供一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法， 包括以下步驟步驟1 從電網調度自動化主站系統(tǒng)的數據庫中獲取基本數據、預測和計劃數據、 歷史數據；基本數據包括輸電線路的正反向傳輸容量極限，潮流斷面的正反向穩(wěn)定極限， 水、火電機組的最大、最小技術出力，風電場的最大技術出力，水、火電機組的向上、向下調節(jié)速率，水、火電機組旋轉備用響應時間，水庫的最大、最小下泄流量、最大、最小庫容(水位)；預測和計劃數據包括火電機組開機總數及日計劃發(fā)電量，水電機組開機總數，風電場運行總數及風電場預測出力，負荷預測值，省間潮流斷面的日傳輸電量上下限；歷史數據包括火電機組的歷史出力，水電站的歷史庫容(水位)、歷史下泄流量；步驟2 構造風水火聯(lián)合調度模型，包括以下步驟
第2. 1步構建優(yōu)化目標以相鄰時段火電機組出力變化小和調整火電機組出力以減少發(fā)電量偏差為目標函數；第2. 2步構建約束條件，包括系統(tǒng)備用容量約束，包括正備用約束和負備用約束；火電站運行約束，包括火電機組可調出力上下限約束和火電機組調節(jié)速率約束；梯級水電站約束，包括機組可調出力上下限約束、水電機組調節(jié)速率約束、下泄流量約束、庫容(水位)約束和梯級水庫的庫容平衡約束；風電運行約束；系統(tǒng)運行約束，包括輸電支路的容量約束、斷面穩(wěn)定極限約束和潮流斷面全天輸送電量約束；步驟3 將由步驟1獲得的基本數據、預測和計劃數據、歷史數據輸入至步驟2中構建的風水火聯(lián)合調度模型，采用單純形法、內點法等優(yōu)化算法進行求解，求解結果包括 水、火電機組、風電場出力，水庫下泄流量，水庫庫容(水位)，輸電線路功率，潮流斷面功率，省間潮流斷面日傳輸電量，目標函數值；步驟4 將步驟3中的得到的求解結果通過主站系統(tǒng)中的人機聯(lián)系計算機提供至調度員，調度員參考上述求解結果得出調度命令，通過人機聯(lián)系計算機控制調度命令下發(fā)， 廠站端執(zhí)行下達的調度命令。本發(fā)明的有益效果在于能有效解決大規(guī)模風電并網其隨機性、波動性對電網安全穩(wěn)定運行造成的影響，通過合理調用水電和火電調節(jié)資源來配合大規(guī)模風電的接入，實現風、水、火互濟，并保證了最大限度的接納風力發(fā)電這一綠色能源。本發(fā)明是從電網調度角度出發(fā)，以電網調度人員所關心的“相鄰時段火電機組出力盡量平緩”，以及“火電機組實際發(fā)電量與計劃發(fā)電量偏差盡可能小”為調度優(yōu)化目標。上述新型的調度目標更加符合電網公司調度的需求，這在我國當前廠網分開的實際形勢下，更符合電力系統(tǒng)運行的特點。同時，本發(fā)明考慮了水電梯級調度中庫容平衡、庫容、流量等約束，使得采用梯級水電配合大型風電基地的調度控制更符合實際情況，比如可以應用于青海境內黃河上游梯級水電群來配合調節(jié)甘肅酒泉風電基地。在本發(fā)明所提出的調度模型中，加入了重要潮流斷面的穩(wěn)定約束，在大規(guī)模風電并網后，采取此措施對加強電網穩(wěn)定性的作用顯著。本發(fā)明所提模型還考慮了不同地區(qū)之間的全天計劃電量，例如當前各省電網每天的電量輸送計劃，在調度中可以保證該計劃的完成。


圖1為采用本發(fā)明所述的基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法的調度自動化主站系統(tǒng)的硬件結構示意圖；圖2為本發(fā)明所述的基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法結合電網調度自動化系統(tǒng)實施的框架示意圖；圖3為本發(fā)明所述的基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法的求解流程示意圖；以下結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
具體實施例方式下面將結合附圖1-3對本發(fā)明作進一步說明。但本發(fā)明的內容不僅僅局限如此。請參照圖1，圖1揭示一種用于本發(fā)明所述的基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度的調度自動化主站系統(tǒng)的硬件組成結構，所述的主站系統(tǒng)包括前置機1、通信服務器 2、數據庫服務器3、調度工作站4、及人機聯(lián)系計算機5，該等硬件設備皆連接到通信主干道 6上。請參閱圖2，本發(fā)明所述的基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法結合電網調度自動化系統(tǒng)實施，其中，電網調度自動化主站系統(tǒng)的調度工作站4通過數據庫服務器3 獲取計算模型所需的輸入數據，所需數據來源包括以下步驟處于遠方采集處理數據子站的廠站端根據其內部發(fā)電設備特性采集初始信息，并將該信息傳輸給主站系統(tǒng)，通過主站系統(tǒng)中的前置機、通信服務器傳輸到主站系統(tǒng)數據庫服務器中。主站系統(tǒng)的調度工作站通過數據庫服務器獲取的計算模型輸入數據包括如下數據；基本數據輸電線路的正反向傳輸容量極限P1,max，潮流斷面的正反向穩(wěn)定極限水、火電機組的最大、最小技術出力P權利要求
1.一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1 從電網調度自動化主站系統(tǒng)的數據庫中獲取基本數據、預測和計劃數據、歷史數據；基本數據包括輸電線路的正反向傳輸容量極限，潮流斷面的正反向穩(wěn)定極限，水、火電機組的最大、最小技術出力，風電場的最大技術出力，水、火電機組的向上、向下調節(jié)速率，水、火電機組旋轉備用響應時間，水庫的最大、最小下泄流量、最大、最小庫容(水位)； 預測和計劃數據包括火電機組開機總數及日計劃發(fā)電量，水電機組開機總數，風電場運行總數及風電場預測出力，負荷預測值，省間潮流斷面的日傳輸電量上下限；歷史數據包括火電機組的歷史出力，水電站的歷史庫容(水位)、歷史下泄流量； 步驟2 構造風水火聯(lián)合調度模型，包括以下步驟第2. 1步構建優(yōu)化目標以相鄰時段火電機組出力變化小和調整火電機組出力以減少發(fā)電量偏差為目標函數；第2. 2步構建約束條件，包括系統(tǒng)備用容量約束，包括正備用約束和負備用約束；火電站運行約束，包括火電機組可調出力上下限約束和火電機組調節(jié)速率約束； 梯級水電站約束，包括機組可調出力上下限約束、水電機組調節(jié)速率約束、下泄流量約束、庫容(水位)約束和梯級水庫的庫容平衡約束； 風電運行約束；系統(tǒng)運行約束，包括輸電支路的容量約束、斷面穩(wěn)定極限約束和潮流斷面全天輸送電量約束；步驟3 將步驟1中所獲取的基本數據、預測和計劃數據、歷史數據輸入至步驟2中構造的風水火聯(lián)合調度模型中，采用單純形法、內點法等優(yōu)化算法進行求解，求解結果包括 水、火電機組、風電場出力，水庫下泄流量，水庫庫容(水位)，輸電線路功率，潮流斷面功率，省間潮流斷面日傳輸電量，目標函數值；步驟4 將步驟3得到的求解結果通過主站系統(tǒng)中的人機聯(lián)系計算機提供至調度員，調度員參考上述求解結果得出調度命令，通過人機聯(lián)系計算機控制調度命令下發(fā)，廠站端執(zhí)行下達的調度命令。
2.如權利要求1所述的一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法，其特征在于步驟2中的第2. 1步所述的優(yōu)化目標由公式⑴獲得
3.如權利要求1所述的一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法，其特征在于步驟2中的第2. 2步所述的約束條件包括1)系統(tǒng)備用容量約束，包括正備用約束、及配合風電大發(fā)向下調整的負備用約束，其中正備用約束由公式O)至(4)獲得
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于電網調度側需求的風水火聯(lián)合調度方法，其包括以下步驟步驟1從電網調度自動化主站系統(tǒng)的數據庫中獲取基本數據、預測和計劃數據、歷史數據；步驟2構造風水火聯(lián)合調度模型，包括模型的目標函數及約束條件步驟3將步驟1中獲取的基本數據、預測和計劃數據、歷史數據輸入至步驟2中構建的風水火聯(lián)合調度模型中，采用單純形法、內點法等優(yōu)化算法進行求解；步驟4將步驟3得到的求解結果通過主站系統(tǒng)中的人機聯(lián)系計算機提供至調度員，調度員參考上述求解結果得出調度命令，通過人機聯(lián)系計算機控制調度命令下發(fā)，廠站端執(zhí)行下達的調度命令。
文檔編號G06Q10/00GK102184472SQ20111011145
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2011年5月3日
發(fā)明者萬筱鐘, 張小奇, 彭明僑, 王建學, 王若谷, 白興忠, 陳虹靜, 黃成辰 申請人:西北電網有限公司, 西安交通大學