[发明专利]二类状态变量的电力系统机组组合模型及其建立方法

说明书

本发明公开了一种二类状态变量的电力系统机组组合模型及其建立方法，包括如下步骤：收集电力系统机组组合的基础数据；分别构建机组旋转备用约束、机组初始状态约束、机组状态约束和最小启停时间约束；构造投影的机组出力连续变量并建立机组出力约束；建立机组功率平衡约束；对机组爬坡限制参数进行投影变换并建立机组爬坡速率约束；建立机组启动费用约束；建立机组组合模型的目标表达式；判断机组总数N是否大于60，若N大于60则对机组组合数学模型的二次目标函数进行线性化近似，否则直接调用混合整数规划求解器求解机组组合模型再输出机组组合优化方案。本发明的机组组合模型具有更少的非零元，并且更紧，采用求解器求解时，计算效率更高。

技术领域

本发明涉及电力系统调度，特别是提供了一种二类状态变量的电力系统机组组合模型及其建立方法。

背景技术

随着电力系统规模的增大和日益加剧的能源危机，人们对电力系统经济性的运行要求越来越高。电力系统机组组合优化对电力系统经济运行、安全调度具有重要影响，他不仅可以节省大量的经济成本，而且通过一定的旋转备用来提高电力系统的可靠性。机组组合优化问题涉及两个子问题，一个是机组组合，用于确定有哪些机组出力；另外一个是经济负荷分配，用于确定需要这些机组出多少力。机组组合优化问题的决策变量不仅涉及表示机组运行状态(运行、停机分别用1,0表示)的离散变量，而且涉及表示机组出力的半连续变量，需要考虑包括功率平衡、旋转备用、最小启停等大量线性、非线性的等式或不等式约束

现有的电力系统的机组组合(Unit Commitment,简称UC)模型效率较低，优化时间过长，难以适应电网调度运行实际工作的需要。现有的机组出力变量都是半连续的，约束式较多，机组优化计算效率较低。现有的机组爬坡约束存在冗余约束，增加计算的复杂度。现存的启动费用约束，是使用两组约束进行规划，增加了UC模型的复杂度。因此，电网公司迫切需要一种计算效率高的UC模型，用于控制和调度电网发电资源，同时满足机组完成合同电量的实际需求，达到资源优化配置和节能减排的目标。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述问题，提供一种二类状态变量的电力系统机组组合模型及其建立方法，本发明的电力系统UC模型具有计算效率高的特点，为电力系统UC的自动化调度奠定了坚实的基础。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

二类状态变量的电力系统机组组合模型的建立方法，包括如下步骤：

(1)收集电力系统机组组合基础数据；

所述机组组合基础数据包括发电机组的运行特性数据、负荷预测数据以及各时段的旋转备用数据；

所述发电机组的运行特性数据包括发电机组的燃料费用、启动费用、冷启动时间、最小启停时间、机组爬坡速率上界/下界、机组出力上界/下界、机组初始启动状态和出力数据；

负荷预测数据为根据负荷预测软件得到的未来若干个时段的电力负荷需求情况，包括未来各时段电网的总负荷数据；

(2)根据负荷预测数据和旋转备用数据，构建机组旋转备用约束：其中i表示机组下标，t表示时段下标,N表示机组总数，u_i,t表示机组i在t时刻的运行状态，表示机组i的出力上界，P_D,t表示t时段时电力系统负荷，R_t表示t时段电力系统所需旋转备用值；

(3)根据机组初始启动状态，构建二类状态变量的机组初始状态约束：u_i,t＝u_i,0,t∈[1,…,U_i+L_i].，