[发明专利]一种热电联合系统的分解协调调度方法

说明书

本发明涉及一种热电联合系统的分解协调调度方法，属于电力系统运行技术领域。本方法综合考虑了电力系统的调度模型和供热系统的调度模型，建立了热电联合优化调度模型。针对所提出的热电联合优化调度模型，基于Benders分解算法，提出了一种热电联合系统的分解协调调度求解算法。在所提出的热电联合优化调度分解协调算法中，电力系统和供热系统的调度机构只需对其所管辖的内部系统进行优化，通过热电之间边界条件的交互迭代可获得热电联合优化调度的全局最优解。所提出的热电联合系统的分解协调调度方法具有良好的收敛速度，并可显著提高供热系统的运行灵活性。

技术领域

本发明涉及一种热电联合系统的分解协调调度方法，属于电力系统的运行技术领域。

背景技术

我国北方风电汇集区域电力系统的弃风现象十分严重，一个主要原因是受到热电联产机组最小出力的限制，风电不得不在夜间大风期间弃掉来保证供热系统的最低热供应。通过热电联合优化调度可改善这种现状，具体来说，通过利用城区供热管网的储热效益，实现供热负荷在时间维度上的调整，达到削峰填谷的效果。因此，在夜间风电高发期，热电联产机组可以减小热供应，进而减小其最小电出力，为风电提供消纳空间。

电力系统和供热系统分别由电力公司与供热公司独立运行，由于调度独立性，难以实现对电力系统和供热系统完整模型进行统一调度。因此，提出热电联合系统的分解协调调度方法十分必要。具体来说，电力系统和供热系统可以分别对各自管辖的区域进行调度优化，通过边界条件的迭代获得热电联合优化调度的全局最优解。

Benders分解是一种数学优化算法，其能够将一个复杂的优化问题分解成若干相对简单的优化子问题，通过不同子问题之间边界条件的迭代可获得原始问题的最优解。

发明内容

本发明的目的是提出一种热电联合系统的分解协调调度方法，首先，针对电力系统与供热系统分别建模建立了电力系统经济调度模型和线性化的供热系统调度模型。其次，考虑电力系统和供热系统的耦合约束，建立热电联合优化调度模型。针对热电联合优化调度模型，基于Benders分解算法，提出热电联合优化调度模型的分解协调求解算法。

本发明提出的热电联合系统的分解协调调度方法，包括以下步骤：

(1)建立热电联合系统的调度模型，调度模型由目标函数和约束条件构成，具体包括：

(1-1)热电联合系统调度模型的目标函数：

热电联合系统调度模型的目标函数为电力系统与供热系统运行成本的最小化，表达式为：

上式中，T为调度时段集合，I^CHP、I^TU、I^WD和I^HB分别为热电联合系统中的热电联产机组、常规机组、风电机组和热锅炉的编号集合，和分别为热电联合系统中热电联产机组、常规机组、风电机组和热锅炉的生产成本函数，i为热电联产机组、常规机组、风电机组和热锅炉中机组或锅炉的编号，t为调度时段；

其中的热电联产机组的生产成本函数为：

上式中，和分别为生产成本系数，生产成本系数为热电联产机组固有参数，和分别为第i台热电联产机组在第t个调度时段的有功功率和产热量；

常规机组的生产成本函数为：

上式中，和为常规机组的发电成本系数，该系数为常规机组的固有参数，为第i台常规机组在第t个调度时段的有功功率；

风电机组的生产成本函数为：