[发明专利]一种实时发电计划闭环控制的分步优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化技术领域，涉及一种实时发电计划闭环控制的分步优化方法。

背景技术

电网调度是一个多周期逐步递进和细化的过程，包括月度计划、日前发电计划、实时发电计划、自动发电控制(AGC)等多个不同时间尺度的环节。其中，实时发电计划根据外部条件的变化，滚动修正日前发电计划，为自动发电控制提供更为精准的基点功率，实现了日前计划与实时调度之间的衔接，提升电网调度的精细化管理水平。同时，大规模并网风电的随机性和波动性，使得日前计划与实时调度之间存在较大偏差，不宜采用日前计划与AGC直接相结合的时间尺度跨度较大的调度方式，从而凸显了实时发电计划在实际生产中的重要性。

自动发电控制的主要任务是在电力系统的负荷随机变化时调整发电出力，从而维持电力系统的频率在允许范围内。考虑到电网运行的安全性与经济性，要求在实时调度中存在适量的发电调节容量，用于提供调节备用供AGC调用。AGC环节中的发电机组根据其预设的控制模式，一般分为2类：第1类跟踪发电计划指令运行，不提供调节备用，即计划模式；第2类按电网实时控制指令参与区域控制误差(ACE)调整，提供调节备用，即调节模式。在实时调度中，为应对电网运行中的各种不确定因素，需要设置部分机组运行于调节模式，用于消除ACE。

如果能在实时发电计划环节，根据相对较为准确的超短期负荷预测，合理地安排发电计划(包括机组控制模式)，组织各类机组控制模式和调节容量的优化调控，实现实时发电计划的闭环控制，既保证了全系统的经济运行，又在事前就达到AGC控制的要求，避免AGC频繁调节机组。

目前实时发电计划编制与AGC之间的协调相对简单，二者之间缺乏紧密结合。在调度生产中，实时发电计划编制主要以机组的有功出力计划为主，根据超短期负荷预测进行发电计划调整后交给实时控制环节，作为AGC中机组的控制目标或者基点功率。在AGC中由调度人员根据经验进行机组控制模式的设置，选择一部分机组用于跟踪实时发电计划，另一部分机组参与区域控制偏差的调整。

实时发电计划没有充分考虑AGC调节性能的要求，一方面会降低实时发电计划的执行效率，影响实时计划的效果；另一方面将增大AGC控制压力，AGC仅根据ACE事后反馈信息，很难在未来时段保持综合的最优调节能力。随着电网规模不断扩大，电网运行日益复杂，电网实时运行变化加大，电网调峰调频压力日渐增大，不同类型、不同控制目标机组运行模式转换频繁，将极大影响AGC实时控制的效果，也给运行人员带来了巨大的工作量。

实时发电计划的闭环控制，由于在计划编制环节考虑了AGC调节需求，问题包含机组的有功出力、调节备用、控制模式三类决策量，进一步，发电机组的模式转换与有功分配(出力与备用)具有耦合性，发电机组的有功出力与调节备用也具有耦合性，使得该问题具有较高的复杂度，而目前尚无有效的优化方法。

发明内容

本发明实施的目的在于提供一种实时发电计划闭环控制的分步优化方法，实现实时发电计划与自动发电控制之间的一体化衔接，通过发电控制环节的前移，在实时计划层面考虑实时调度对发电机组控制模式与调节容量的要求，为实时在线调度预留更合理的备用分布和全局最佳调节能力。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于电网实时调度计划的实时发电计划闭环控制的分步优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定需要开展实时发电计划闭环控制的周期，进行数据准备，获取周期内各时段最新的负荷、调节备用需求，获取周期内检修计划、联络线计划、各机组的初始计划，获取发电机组的实际控制模式，以确定实时发电计划闭环控制的优化空间；

2)基于发电机组的实际控制模式，考虑系统平衡约束、机组运行约束、电网安全约束，以机组出力偏差成本与系统调节备用松弛成本之和最小为目标函数，建立实时发电计划闭环控制的有功优化模型，实现机组出力计划与调节备用的联合优化；

实时发电计划闭环控制的有功优化模型为：

目标函数：

约束条件：

p_it+r_it≤x_i0*R_i,max+(1-x_i0)P_i,max

p_it-r_it≥x_i0*R_i,min+(1-x_i0)P_i,min