[发明专利]一种基于光热机组聚合模型的电力系统优化调度方法

说明书

一种基于光热机组聚合模型的电力系统优化调度方法，将参数相同或相近的光热机组聚合为一类，在类的层次进行计算，将问题复杂度从机组台数降为聚合的类别数量，通过缩小问题规模实现求解加速，采用整数变量，标识类中处于开机状态和发生开停机动作的机组台数，并基于两阶段启动的结论分别采用不同的变量来标识该类中的机组在启动过程第一阶段和第二阶段所积累的总启动热量，对同一类别内部的光热机组工作情况进行模拟，在提升计算效率的同时，保证了较高的求解精度；本发明可以在较高的精度下有效提高含大规模光热电力系统优化规划的求解效率，得到系统发电方案，为含大规模光热电力系统的运行优化分析提供有力支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统规划、运行调度技术领域，具体涉及一种基于光热机组聚合模型的电力系统优化调度方法。

背景技术

近年来，光热作为太阳能发电的新兴产业，其独特的优势吸引了人们的广泛关注。与光伏发电相比，它不仅避免了太阳能电池板生产过程中的高污染、高排放，而且配备有一定的储热罐以应对光照资源的随机性与间歇性，发展潜力巨大。我国太阳能资源丰富，尤其是西部及西北部地区的沙漠，都是建设光热电站的理想站址。根据中国可再生能源协会估计，光热发电技术有望成为我国主要的可再生能源发电技术之一。

目前的研究已对光热发电系统构建了基本的模型框架，但是由于光热机组模型的约束复杂，涉及变量众多，其单机容量小使得优化问题性质恶劣，且光热机组数量多，庞大的问题规模和过长的求解时间使含大规模光热电力系统的优化调度计算难以进行，因此，需要找到一种高效的光热模型，在加速求解的同时保持解的高精度，为含大规模光热电力系统的优化调度提供有力工具。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提出了一种基于光热机组聚合模型的电力系统优化调度方法，将参数相同或相近的光热机组聚合为一类，在类的层次进行计算，将问题复杂度从机组台数降为聚合的类别数量，通过缩小问题规模实现求解加速，通过记录类中处于开机状态和发生开停机动作的机组台数，以及基于光热的两阶段启动结论采用不同的变量分别标识聚合后的类在启动的不同阶段所积累的启动热量，对同一类别内部的光热机组工作情况进行模拟，在提升计算效率的同时保证了较高的求解精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于光热机组聚合模型的电力系统优化调度方法，包括以下步骤；

步骤一：对光热机组进行聚合，将属于同一电站的光热机组聚合到一类。

步骤二：确定聚合后的类参数：对于汽轮机参数，若类中机组参数相同，取任意一台机组的参数作为聚合后类的等值参数；若类中机组参数相近但不是完全相同，则采用加权平均的方法获取聚合后类的等值参数；对于储热罐参数，将类中所有单机参数求和得到类的等值参数。

步骤三：针对聚合后光热发电系统内部能量流动关系建立聚合后光热发电系统模型，即建立光热发电系统的内部节点功率平衡式，节点功率平衡式分别如式(1)、式(2)和式(3)所示，进一步简化可得到式(4)。

其中，式(1)、式(2)和式(3)分别表示聚光集热部分、储热部分和发电部分的节点功率平衡式；式(3)表示进入汽轮机的热量一部分用于启动，一部分用于发电，若汽轮机已处于开机状态，则直接用于发电；表示类c在时刻t吸收到的太阳光热量；表示由于热罐进热速率及汽轮机进热速率或热罐储热量达到上限而造成的弃热；表示由集热器输入储热罐的热量；表示从储热罐输出，进入汽轮发电系统的热量；η_in和η_out分别表示储热罐的进热效率和出热效率；ΔTS_i,t表示储热罐在t时段的储热变化量；表示由集热器流入汽轮机的热量；表示汽轮机启动热量；表示汽轮机的发电热量。