[发明专利]电力系统中机组组合模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统生产调度方法，尤其涉及电力系统中机组组合模型的建模方法。

背景技术

机组组合问题一直是电力系统中研究的热点和难点问题，特别是大规模新能源并网后，如何建立合适的并且接近于实际电力系统运行的机组组合模型，在保证最大限度接纳新能源的基础上，优化计算得出常规机组的启停机计划和出力计划，从而有效提高常规机组的利用率更是成为当下的热点问题。

现有的机组组合模型中，文献一《考虑风电外送的省级系统调峰模型分析》(电网技术第37卷第6期第1578页)、文献二《考虑能源环境效益的含风电场多目标优化调度》(中国电机工程学报第31卷第13期第11页)、文献三《AChance-ConstrainedTwo-StageStochasticProgramforUnitCommitmentWithUncertainWindPowerOutput》(IEEETransonPowerSystems第27卷第1期第206页)对每一台参与优化调度的机组，均对其设定启机状态(用二进制变量表示，“0/1”分别表示没有启机动作、存在启机动作)、停机状态(用二进制变量表示，“0/1”分别表示没有停机动作、存在停机动作)和运行状态(用二进制变量表示，“0/1”分别表示机组没有运行、机组正在运行)这3种由二进制变量表示的机组状态，在满足机组自身的约束条件和相应的系统约束条件下，按照目标函数要求对机组运行状态及出力大小进行优化。优化的结果，会在一天当中多次出现机组启停机状态转化情况，即如果要将计算结果应用到实际电力系统调度中，调度员需要在一天之内多次下达调度指令。但是，在实际电力系统调度中，调度员不会一天内多次对常规机组下达启停机指令，而是根据负荷预测和新能源出力预测结果，在保证系统安全、稳定运行的前提下，在一天的某一时刻对全网机组进行统一调度，使得系统整体运行最优。所以，基于现有机组组合模型制定的常规机组计划与实际运行情况偏差较大，其计算结果不能对调度员的分析判断产生最直观的数据支持。另一方面，电力系统机组组合问题是一个复杂的大型混合整数优化问题，当网内优化的机组台数增加时，现有模型变量个数巨大，往往不容易找到全局最优解。

发明内容

本发明要解决的问题是简化电力系统机组组合问题，以提高求解速度，使组合模型的优化结果与实际电力系统调度运行情况相吻合，对电力调度的分析判断提供最直观的数据支持。

为实现上述目的，本发明的建模方法是基于所述系统的启动和停机决策的二进制变量对系统统一调度指令建模，并基于与统一调度指令一致，对系统内每一机组的运行状态建模，以形成符合系统统一调度指令的机组组合模型，从而得到系统统一调度指令及该统一调度指令下的各机组启停机状态。

进一步地，以启动指令Y(t)和停机指令Z(t)为二进制决策变量，进行如下数学表达的系统统一调度指令建模：

0≤Σt=1T[Y(t)+Z(t)]≤1]]>

式中：T为指调度指令执行周期内总的优化时间段面数，t为时间段序数，Y(t)和Z(t)为二进制决策变量，Y(t)＝0表示没有启动指令，Y(t)＝1表示系统发出启机指令，Z(t)＝0表示没有停机指令，Z(t)＝1表示系统发出停机命令

所述优化时间段面数T的取值与优化时间步长l相关，T＝24*Dl，其中D为调度指令控制天数，优化时间步长l的时间单位为小时。

进一步地，所述系统内每一机组启动的运行状态建模的数学表达为：

-Z(t)≤x_j(t)-x_j(t-1)≤Y(t)

式中：J为系统内机组总数；x_j为系统内第j台机组运行状态的二进制变量，j＝1,2,.....J，变量值0、1分别表示机组没有运行和机组正在运行。