[发明专利]一种考虑核电调峰及其安全约束的机组组合优化方法

权利要求书

1.一种考虑核电调峰及其安全约束的机组组合优化方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、根据电力系统内不同类型机组的燃料成本、启停成本和调峰成本，提出考虑核电调峰的电力系统机组组合优化目标函数；

步骤2、提出考虑核电调峰的电力系统机组组合约束条件；

步骤3、依据步骤1所述目标函数和步骤2所述约束条件，建立考虑核电调峰的电力系统机组组合优化模型并进行求解，得到机组组合方案；

步骤2所述电力系统机组组合约束条件包括基本约束、核电机组出力特性约束和抽水蓄能机组出力特性约束；具体建立方式如下：

2.1、基本约束包括有功平衡约束，正、负备用容量约束，发电机出力上下限约束，机组功率调整速率约束，启停状态约束，最小运行、停机时间约束；

2.1.1、有功平衡约束为：

(10)式中，为抽水蓄能机组i在k时段的功率；P_L,k为k时段的综合负荷；

2.1.2、发电机出力上下限约束为：

U_i,kP_i,min≤P_i,k≤U_i,kP_i,max (11)

(11)式中，P_i,max为发电机组i最大技术出力，P_i,min为发电机组i最小技术出力；

2.1.3、机组功率调整速率约束为：

(12)式中，r_r,i为发电机组i升功率最大速率，r_d,i为发电机组i降功率最大速率；Δt为单个时段的时长；

2.1.4、启停状态约束为：

2.1.5、最小运行时间约束；

(14)式中，为发电机组i最小运行时间；

2.1.6、正、负备用容量约束；

2.1.6.1、正备用容量约束为：

(16)式中，P_PR为系统正备用需求；

2.1.6.2、负备用容量约束为：

(17)式中，P_NR为系统负备用需求；

2.2、核电机组出力特性约束包括核电机组基本功率约束，满功率持续运行时间约束，低功率持续运行时间约束，升功率持续运行时间约束，降功率持续运行时间约束；

2.2.1、核电机组基本功率约束为

(18)式中，分别为核电机组i的满功率及低功率运行水平，ΔP_i^N为第i台核电机组每小时功率变化量，和为核电机组功率调节时段的过渡功率运行水平；a_i,k、b_i,k、c_i,k、d_i,k分别为核电机组运行在和四个功率运行水平对应的运行标志；

2.2.2、满功率持续运行时间约束为

(19)式中，T_a为核电机组满功率运行最小持续时间；

2.2.3、低功率持续运行时间约束为

(20)式中，T_b为核电机组低功率运行最小持续时间；

2.2.4、升功率持续运行时间约束，降功率持续运行时间约束过程中，相邻时段的出力满足严格的时间耦合约束，具体表现为机组组合模型中核电机组运行标志在相邻时间段的先后顺序满足如下关系：

升功率b→c→d→a；降功率a→d→c→b；

2.2.4.1、升功率时间耦合约束分解成b→c→d和c→d→a；

其中，b→c→d为

d_i,k+1≥(c_i,k+b_i,k-1-1) (21)

c→d→a为

a_i,k+1≥(d_i,k+c_i,k-1-1) (22)

2.2.4.2、降功率时间耦合约束分解成a→d→c和d→c→b；

其中，a→d→c为

c_i,k+1≥(d_i,k+a_i,k-1-1) (23)

d→c→b为

b_i,k+1≥(c_i,k+d_i,k-1-1) (24)；

2.3、抽水蓄能机组出力特性约束包括抽水蓄能机组基本功率约束，抽水蓄能机组启停状态约束，水库容量约束；

2.3.1、抽水蓄能机组基本功率约束为：

(25)式中，分别为抽水蓄能机组i在k时段的发电功率和抽水功率；发电工况状态g_i,k为0-1变量，发电工况下为1，抽水及静止工况下为0；抽水工况状态p_i,k为0-1变量，抽水工况下为1，发电及静止工况下为0；

2.3.2、抽水蓄能机组启停状态约束为

(26)式中，为0-1变量，当k时段机组i从发电工况转变为停机状态时，为1，否则为0；为0-1变量，当k时段机组i从抽水工况转变为停机状态时，为1，否则为0；

2.2.3、水库容量约束为

(27)式中，Wi为抽水蓄能电站i的机组数量，η_PS为抽水电量与发电电量的转换效率，为抽水蓄能电站i受制于水库水量的最大发电量。

2.如权利要求1所述的考虑核电调峰及其安全约束的机组组合优化方法，其特征是，步骤3的实现包括采用混合整数规划算法对电力系统机组组合优化模型进行求解，得到电力系统机组组合方案。