一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，該方法包括以下步驟：I、對電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分；II、根據(jù)各區(qū)域歷史出力數(shù)據(jù)、年度風(fēng)電電量預(yù)測值和負(fù)荷電量預(yù)測值確定年度風(fēng)電電量和年度負(fù)荷電量的理論出力時間序列；III、建立電網(wǎng)內(nèi)部的供熱火電機(jī)組模型、非供熱火電機(jī)組模型和風(fēng)電電力電量平衡模塊；IV、采用最優(yōu)開機(jī)方式逐時段優(yōu)化全年風(fēng)電和火電的電力電量，確定含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案。該方法用于制定出考慮風(fēng)電運(yùn)行特性的年計劃，此年計劃對實(shí)際電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行提供重要參考，幫助風(fēng)電提高實(shí)際上網(wǎng)電力電量，最大程度利用風(fēng)電。
【專利說明】一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電的方法，具體講涉及一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，其安全穩(wěn)定運(yùn)行本質(zhì)上要求發(fā)電與負(fù)荷需求之間必須時刻保持平衡。電力系統(tǒng)如果不能進(jìn)行有效控制而出現(xiàn)供需失衡，將影響負(fù)荷的可靠用電甚至可能引起系統(tǒng)大范圍的事故。
[0003]由于“三北”地區(qū)系統(tǒng)調(diào)峰能力有限以及受電網(wǎng)送出能力約束的影響，風(fēng)電“棄風(fēng)”現(xiàn)象嚴(yán)重，風(fēng)電實(shí)際上網(wǎng)電力電量與預(yù)測風(fēng)電電量可能會產(chǎn)生較大偏差。為了最大限度提高風(fēng)電上網(wǎng)電力電量，必須從年度、月度、日前、日內(nèi)和實(shí)時多個時間尺度制定風(fēng)電調(diào)度計劃。其中，年度計劃應(yīng)以年度預(yù)測風(fēng)電電量和歷史風(fēng)電出力時間序列為基礎(chǔ)，采用時序仿真分析方法，分析全網(wǎng)各時段電力電量平衡，優(yōu)化常規(guī)機(jī)組和風(fēng)電運(yùn)行方式，最終得到可納入電力系統(tǒng)運(yùn)行的計劃電量；其計劃時間尺度長，考慮了風(fēng)電年度運(yùn)行特性，可優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式和檢修安排，提高常規(guī)機(jī)組運(yùn)行效益，對于優(yōu)化風(fēng)電管理、提高電力系統(tǒng)風(fēng)電利用率有非常重要的指導(dǎo)作用，對區(qū)域電網(wǎng)和風(fēng)電的建設(shè)也具有指導(dǎo)性意義。
[0004]因此，提供一種用于指導(dǎo)含風(fēng)電的電力系統(tǒng)年度計劃制定的完備方法具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，該方法用于指導(dǎo)含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年度計劃制定。該方法基于預(yù)測年度風(fēng)電電量和歷史風(fēng)電出力時間序列，考慮長時間尺度風(fēng)電出力序列的連貫性和風(fēng)過程特性，最大可能模擬風(fēng)電出力特性；基于非供熱火電機(jī)組運(yùn)行特性和供熱火電機(jī)組“熱電耦合”特性，考慮對不同類型火電機(jī)組的建模；綜合考慮風(fēng)力發(fā)電分布情況及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分；根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)情況確定每個分區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)容量、用電負(fù)荷、常規(guī)機(jī)組情況及各分區(qū)間的傳輸容量限制；建立含風(fēng)電的電力系統(tǒng)年度計劃模型，選取最優(yōu)開機(jī)方式時序仿真優(yōu)化風(fēng)電和常規(guī)電源上網(wǎng)電力電量，最終得到全年可上網(wǎng)的風(fēng)電電量和常規(guī)電源電量，制定出考慮風(fēng)電運(yùn)行特性的年計劃。此年計劃對實(shí)際電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行提供重要參考，幫助風(fēng)電提高實(shí)際上網(wǎng)電力電量，最大程度利用風(fēng)電。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為:
[0007]一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其改進(jìn)之處在于:所述方法包括以下步驟:
[0008]1、對電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分；
[0009]I1、根據(jù)各區(qū)域歷史出力數(shù)據(jù)、年度風(fēng)電電量預(yù)測值和負(fù)荷電量預(yù)測值確定年度風(fēng)電電量和年度負(fù)荷電量的理論出力時間序列；[0010]II1、建立電網(wǎng)內(nèi)部的供熱火電機(jī)組模型、非供熱火電機(jī)組模型和風(fēng)電電力電量平衡模塊；
[0011]IV、采用最優(yōu)開機(jī)方式逐時段優(yōu)化全年風(fēng)電和火電的電力電量，確定含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟I包括:根據(jù)風(fēng)電出力分布情況及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對電網(wǎng)進(jìn)行劃分；電網(wǎng)的風(fēng)電接納情況如下式(I)
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 1.對電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分； I1、根據(jù)各區(qū)域歷史出力數(shù)據(jù)、年度風(fēng)電電量預(yù)測值和負(fù)荷電量預(yù)測值確定年度風(fēng)電電量和年度負(fù)荷電量的理論出力時間序列； II1、建立電網(wǎng)內(nèi)部的供熱火電機(jī)組模型、非供熱火電機(jī)組模型和風(fēng)電電力電量平衡模塊； IV、采用最優(yōu)開機(jī)方式逐時段優(yōu)化全年風(fēng)電和火電的上網(wǎng)電力電量，確定含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟I包括:根據(jù)風(fēng)力發(fā)電分布情況及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對電網(wǎng)進(jìn)行劃分；電網(wǎng)的風(fēng)電接納情況如下式(I)
3.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟III中，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰能力約束制約風(fēng)電年度電力平衡，確定電網(wǎng)內(nèi)部的供熱火電機(jī)組模型、非供熱火電機(jī)組模型。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟III中,確定電網(wǎng)內(nèi)多種類型火電機(jī)組模型包括根據(jù)下式(2)- (6)確定非供熱火電機(jī)組模型，及根據(jù)下式(7)和式(8)確定供熱火電機(jī)組模型，包括以下步驟: 根據(jù)下式(2)和式(3)確定機(jī)組優(yōu)化功率爬坡率:
Pj (t+1)-Pj (t) ( APj up (2) PjW-Pja+l) ( APj down (3) 式中，j表示單臺機(jī)組；AP^ APid_分別為第j臺機(jī)組的上爬坡率和下爬坡率； 根據(jù)下式(4)確定機(jī)組出力:
Xj (t).PiminS Pj ⑴ ^Xj(t) ? P^fflax (4) 式中，j表示單臺機(jī)組；P」，min、P」，max分別為機(jī)組的最小出力值和最大出力值！Xj為二進(jìn)制變量，表示單臺機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，I表示機(jī)組正在運(yùn)行，O表示機(jī)組沒有運(yùn)行； 根據(jù)下式(5)和式(6)確定機(jī)組最小啟停機(jī)時間:
Yj (t) +Zj (t+1) +Zj (t+2) +...+Zj (t+k) ^ I (5 )
Zj (t) +Y』(t+1) +Yj (t+2) +...+Yj (t+k) ^ I (6) 式中，j表示單臺機(jī)組；k表示最小啟機(jī)或停機(jī)的時間步長，由機(jī)組最小啟機(jī)或者最小停機(jī)時間參數(shù)決定； Yj為二進(jìn)制變量,表示單臺機(jī)組啟動狀態(tài),I表示機(jī)組正在啟動,O表示機(jī)組不在啟動狀態(tài)； Zj為二進(jìn)制變量，表示單臺機(jī)組停機(jī)狀態(tài)，I表示機(jī)組正在停機(jī)，O表示機(jī)組不在停機(jī)狀態(tài)；根據(jù)下式(7)和式(8)確定供熱機(jī)組供熱期出力特性:
Pj-BY(t) = CJ；b ? Hj (t) (7)
Hj (t) ? Cib ( Pj,CQ(t) ( Pifflax-Hj (t).Cj) (8) 式中，j表示單臺機(jī)組；Pj，BY(t)為背壓機(jī)組供熱期出力為抽氣機(jī)組供熱期出力；％(t)為t時段熱負(fù)荷大小；qb、Civ為供熱機(jī)組熱電耦合系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟III中，根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)情況確定各區(qū)域的風(fēng)電裝機(jī)容量、用電負(fù)荷、常規(guī)機(jī)組情況及各區(qū)域的傳輸容量限制，確定風(fēng)電電力電量平衡模型。
6.如權(quán)利要求5所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟III中，確定風(fēng)電電力電量平衡模型包括以下步驟: 根據(jù)下式(9)確定區(qū)域間線路傳輸容量:
_Li；max ^ Li ^ Ljj max (9) 式中，Li為第i條傳輸線的輸電功率和-Ltmax分別為第i條傳輸線傳輸容量上下限； 根據(jù)下式(10)確定各區(qū)域負(fù)荷平衡: TP^nW+P^W+L.a) =P1Jt) (10) 式中，TPall,n(t)為第t時段n區(qū)域的所有常規(guī)機(jī)組的總功率之和，P1^a)為第t時段n區(qū)域的電力負(fù)荷； 根據(jù)下式(11)確定系統(tǒng)正/負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量:
7.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟III，將各時段風(fēng)力發(fā)電可信容量納入常規(guī)機(jī)組開機(jī)容量計算范疇，減小其開機(jī)容量，平衡風(fēng)電電力。
8.如權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案的制定方法，其特征在于:所述步驟V包括:采用年度風(fēng)電電力3天滾動優(yōu)化平衡開機(jī)方式逐時段優(yōu)化全年風(fēng)電和火電的上網(wǎng)電力電量，確定含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年方案。
【文檔編號】G06Q50/06GK103699941SQ201310665210
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉純, 孫勇, 鄭太一, 蔡宏毅, 曹陽, 黃越輝, 李鵬, 楊國新, 唐林, 孫春飛, 許彥平 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司, 中國電力科學(xué)研究院, 中電普瑞張北風(fēng)電研究檢測有限公司