[发明专利]一种考虑新能源接入的火电机组月度发电计划优化方法

权利要求书

1.一种考虑新能源接入的火电机组月度发电计划优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取省级电力系统中各火电机组信息，包括：火电机组总台数N,火电机组编号i，每台火电机组的最大有功出力P_i,max和最小有功出力P_i,min，每台火电机组的最大向上爬坡速率r_i^up和最大向下爬坡速率r_i^down，每台火电机组启动一次的成本每台火电机组停机一次的成本火电机组i耗量函数常系数c_i、一次项系数b_i、二次项系数a_i；获取t时段除新能源以及联络线购售电计划之外的负荷需求E_t以及热负荷需求Q_load,t；获取电网支路最大潮流极限L；

2)建立火电机组月度机组组合优化模型；该模型由目标函数和约束条件构成；具体如下：

2-1)确定火电机组月度机组组合优化模型目标函数；该目标函数为火电机组的总成本最小化，其中总成本包括火电机组的运行成本以及火电机组的启动成本和停机成本；表达式如下：

式中，N_T为总时段数，f_i,t为火电机组i在t时段的运行成本；为火电机组i在t时段的启动成本；为火电机组i在t时段的停机成本；

式中，α_i,t为火电机组i在t时段的启停状态，为0-1整数变量；P_i,t为火电机组i在t时段的有功出力；为机组i在t时段的启动变量，为0-1整数变量；为机组i在t时段的停机变量，为0-1整数变量；为机组i停机一次的成本，为机组i开机一次的成本；

2-2)确定模型的约束条件，具体如下：

2-2-1)火电机组出力约束：

P_i,min≤P_i,t≤P_i,max

2-2-2)火电机组爬坡约束：

其中，Δt为火电机组出力调整时间；

2-2-3)火电机组启停逻辑约束：

2-2-4)火电机组最小开停持续时间约束：

2-2-5)备用约束：

其中，E_t,min、E_t,max分别为t时段的除新能源以及联络线购售电计划之外的最小负荷需求和最大负荷需求；为t时段的正旋转备用，为t时段的负旋转备用；

2-2-6)火电机组负载率约束：

K_min≤K_i,t≤K_max

其中，K_i,t为火电机组i在t时段的负载率；K_min为火电机组负载率下限，K_max为火电机组负载率上限；

2-2-7)网络安全约束：

其中，L_ij为支路ij最大潮流极限；M为电网计算节点集；P_i,t,max为火电机组i在t时段最大负荷时的输出；l_i,t为t时段火电机组i所在节点的负载功率；S_i,j,t为火电机组i所在节点的注入功率对支路ij的灵敏度；

3)制定火电机组月度开机规则；具体如下：

3-1)火电机组的最小总出力小于计算周期T内的负荷与联络线售电之和的最小值；表达式如下：

式中，Load_t为t时段的负荷，为t时段的联络线售电量；

3-2)火电机组的最大出力大于计算周期T内的负荷与联络线售电与最小旋转备用之和的最大值；表达式如下：

式中，为t时段的联络线购电量；R_t,min为t时段最小旋转备用容量；

3-3)冬季供热时期，供热机组开机和出力满足热负荷出力要求；表达式如下：

Q_chp,t＝Q_load,t

其中，Q_chp,t、Q_load,t分别为t时段的供热机组热出力以及热负荷；

4)利用整数规划优化火电机组月度开机方式；

根据步骤3)的火电机组月度开机方式规则，进行火电机组最大最小总出力校核，通过整数规划求得同时满足三个规则的火电机组月度开机计划U；

式中，α_i,t为火电机组i在t时段的启停状态，i∈[1,N],t∈[1,N_T]；

5)在步骤4)得到的火电月度开机计划的基础上，通过线性规划求解步骤2)建立的火电机组月度机组组合优化模型，得到火电机组月度出力计划P；

式中，P_i,t为火电机组i在t时段的有功出力，i∈[1,N]，t∈[1,N_T]；

6)基于火电机组月度停备规则，优化机组停备计划；具体方法如下：

6-1)按照地区停备次数与地区月度目标电量完成率的差值升序，将省内各地区进行排序，得到火电机组i所在地区的序号

6-2)按照区域内各电厂停备次数与电厂月度目标电量完成率的差值升序，将地区内各电厂进行排序，得到火电机组i所在电厂的序号

6-3)按照电厂内各火电机组发电煤耗率与机组平均负载率之差的降序，将电厂内各火电机组进行排序，得到火电机组i在电厂内的序号

6-4)计算每台火电机组的停备权值：

6-5)按照每台火电机组的停备权值升序对火电机组进行排序，得到停备计划，并按照该停备计划依次停备对应火电机组，直至达到最小开机容量；

7)根据步骤4)得到的机组启停计划U，步骤5)得到的出力计划P以及步骤6)得到的停备计划，最终得到由三个计划共同组成的火电机组月度发电计划优化方案。