[发明专利]一种基于多阶段动态规划的电网多源调峰方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行与优化技术领域，具体涉及一种基于多阶段动态规划的电网多源调峰方法，特别是一种包含水电、火电、核电、抽水蓄能机组的多阶段动态调峰优化方法。

背景技术

随着核电在电网中比重的增长以及负荷峰谷差的日益增大，电力系统调峰形势越来越严峻，对核电机组参与电网调峰的需求日益增强，传统机组的爬坡速率往往不能满足可再生能源带来的大幅度、短时的功率波动要求，各种电源间的联合运行和协调控制成为现代电网运行中的关键问题，是保证电网安全、稳定、经济运行的必要手段。在核电参与电网调峰运行前提下，如何对多电源联合调峰问题进行优化是电网急需解决的问题之一。电力系统内多种电源投入运行后，由于风、光等新能源具有随机性、波动性等反调峰特性，电力系统调峰问题必然受到巨大考验，急需找到核电参与调峰前提下，多种电源联合调峰运行的优化方法，以满足未来电网调峰需要。研究一种基于多阶段动态规划的电网多源调峰方法具有重大现实意义。

目前，关于多种电源联合调峰优化的研究主要体现在以下方面。

(1)在优化建模方面，主要考虑的电源类型为水电、火电的联合调峰，也有考虑抽水蓄能、风电对调峰的影响，关于核电参与电网调峰运行前提下的多电源联合调峰运行优化鲜有研究。

(2)在优化目标方面，多为以一定周期内网内电源总运行成本最小为优化目标，以保证电力系统以最安全、稳定、经济的调峰方式进行调峰优化。

(3)在约束条件方面，通常是在有功功率平衡的基础上，主要考虑各类发电机组的运行特性、电网安全稳定运行约束、实际工程约束等，模型多较为复杂，具有求解困难、收敛率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多阶段动态规划的电网多源调峰方法。本发明采用的方法对含有水电、火电、核电、抽水蓄能电站的多源电网进行建模优化，通过对各类电源调峰运行特性的分析，给出相应约束条件，并给出实际电网运行的相关约束，最后通过蚁群算法进行求解。本发明采用的方法，能够有效的解决核电参与的多电源联合调峰动态优化问题，具有重大现实意义。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于多阶段动态规划的电网多源调峰方法，对电力系统内多种电源联合调峰运行时，建立1天内的多阶段动态规划模型，在有功功率平衡的基础上，结合各类发电机组运行约束及电网运行约束条件；采用蚁群算法进行求解多源最优调峰方案；

包括以下步骤：

步骤1)根据电网实际运行情况及网内多种电源运行特性，得到等效日负荷曲线；

步骤2)计算各个调峰机组单位容量调峰成本；

步骤3)以系统1天内运行费用最低为优化目标，建立多阶段动态规划目标函数；

步骤4)根据电力系统实际运行状态，列出电网运行约束条件,根据各类发电机组的运行特性列出多种电源约束条件；

步骤5)应用蚁群算法，对步骤3)中的目标函数进行求解，得到最优的多源调峰负荷分配方案。

本发明采用的方法，可以有效的求解核电参与调峰前提下的多电源联合调峰优化问题，具有实际应用价值。

本发明的特点及与现有调峰优化方法的根本区别是：(1)首次考虑核电参与电网调峰前提下的多电源联合调峰问题的优化，并考虑多阶段动态优化规划建模，求取1天内最优调峰方案；(2)优化目标为单位时间内总运行成本最小，考虑火电运行煤耗及水、火、核电、抽水蓄能调峰成本，其中各机组单位容量调峰成本按定值计算，使优化目标更清晰，计算更简化；(3)在优化目标的约束方面，考虑水电、火电、核电、抽水蓄能电站的各类等式与不等式约束，考虑电网实际运行的各类约束，具有实际应用价值；(4)在优化目标的求解方面，采用蚁群算法进行全局搜索求取最优解，将目标函数转化为TSP问题寻找最优路径，可在复杂约束条件下求取多阶段动态优化目标；上述方法可有效求解核电参与调峰运行前提下的多电源联合调峰优化问题，提高了基于多阶段动态规划的电网多源调峰方法的有效性与实用性。

本发明的优点是：

1.本发明考虑核电参与电网调峰运行。随着越来越多不具备调峰能力的新能源接入电力系统，且核电所占比例越来越大，电网将面临更大的调峰考验，核电参与电网调峰运行迫在眉睫，本方法考虑核电参与电网调峰的基础上，考虑了核电自身的安全及经济影响，安排核电按“12-3-6-3”的出力方式运行，符合核电安全运行要求，对电网调峰有较好影响。