[发明专利]一种基于时序优化的钢厂负荷管理方法

说明书

本发明属于电力系统运行与控制技术领域，公开了一种基于时序优化的钢厂负荷管理方法，包括：获取钢厂内冲击负荷的负荷特性；将冲击负荷分为可中断负荷、可调节负荷、刚性负荷；设定目标函数、定义优化对象、设定约束条件，建立基于时序优化的钢厂负荷管理模型；通过算法求解模型，得到可中断负荷的启停时序和可调节负荷的功率时序。本发明克服现有技术的不足，提供的一种基于时序优化的钢厂负荷管理方法，能够平抑和削减接入电力系统的钢厂负荷波动。

技术领域

本发明涉及电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种基于时序优化的钢厂负荷管理方法。

背景技术

从上个世纪90年代开始，我国已经成为世界上最大的钢铁生产国和消费国，钢铁产量稳居世界之首。钢铁产业作为支撑国民经济的重要基础产业，其用电量约占社会总用电量的10％左右，是用电量最大的工业部门。在实际生产中，炼钢厂多含有大功率冲击型负荷，导致钢厂接入电力系统的功率波动性较强，对电网的稳定性构成一定的威胁。

现有的电力系统通过预留足够的火电机组备用，以其自身的调节能力消纳钢厂负荷的波动性，但这种方式大大降低了火电机组的开机利用小时数，增加系统装机容量需求，经济性较差。

近年来，针对平抑和削减负荷功率波动的问题，国内外研究学者提出了“需求响应”和“负荷管理”等方法。负荷需求响应通过让负荷接收到电力系统发出的电价或激励等诱导性信号后，改变其固有用电习惯和模式，减少或者推移某时段的用电负荷，以此响应电力供应。需求响应广泛适用于居民生活负荷，但对于钢厂内的冲击负荷，因生产工艺和生产流程固定，大部分冲击负荷无法响应系统诱导信号，主动安排负荷运行及用电计划，故并不适用。负荷管理是一种电力系统有计划地指导和控制电力负荷，限制某些负荷在系统尖峰负荷时用电，尽量减小尖峰负荷的数值，使系统综合负荷曲线更平坦，有效改善负荷曲线的形状的方法。但是，针对钢厂的负荷管理，研究成果较少。钢厂巨大的功率波动，一方面危害系统稳定，造成系统发电机组闲置备用与容量浪费，迫使电力部门新建电厂，加剧环境污染；另一方面也造成钢厂容量费剧增，经济效益大幅下降。钢厂的强波动性无论对电网系统还是对钢厂都会造成极大的危害，亟待寻求优化控制方法，平抑和削减负荷波动。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于时序优化的钢厂负荷管理方法，平抑和削减接入电力系统的钢厂负荷波动。

本申请实施例提供一种基于时序优化的钢厂负荷管理方法，包括：

获取钢厂内冲击负荷的负荷特性；

根据所述冲击负荷的负荷特性，将所述冲击负荷分为可中断负荷、可调节负荷、刚性负荷；

设定目标函数、定义优化对象、设定约束条件，建立基于时序优化的钢厂负荷管理模型；

通过算法求解所述钢厂负荷管理模型，得到可中断负荷的启停时序和可调节负荷的功率时序。

优选的，所述冲击负荷的负荷特性包括：冲击负荷的额定功率、冲击负荷的波形特征。

优选的，所述可中断负荷为精炼炉，所述可调节负荷为电解铝负荷，所述刚性负荷为轧钢机。

优选的，所述目标函数为：

min(k₁L+k₂R+k₃ΔP)

其中，k₁、k₂、k₃为多目标优化系数，L为钢厂在T个时段内的最大瞬时功率值(MW)，R为钢厂在相邻时段内的最大功率正/反向爬坡(MW)，ΔP为可调节负荷在T个时段内调节的电能(MW·h)。

优选的，所述定义优化对象包括：