[发明专利]一种电力系统中长期运行模拟方法、储存介质及计算设备

权利要求书

1.一种电力系统中长期运行模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取电力系统基本技术数据、系统运行约束条件数据和系统运行预测数据，系统基本技术数据包括：火电机组最大/最小技术出力/P^Thermal；火电机组的最大上下爬坡速率RU^Thermal/RD^Thermal，火电机组最短开/停机时间T^Thermal,on/T^Thermal,off；水电机组最大技术出力剩余数据为各电源/负荷所在节点位置、网架连接情况和断面信息；

系统运行约束条件数据包括：各输电设备热稳定传输功率极限和系统负荷备用率α_RS；

系统运行预测数据包括：中长期尺度下负荷功率各时刻预测值P^Load，新能源各时刻出力预测值和水电机组来水电量预测值W_k^Reservoir；

S2、根据步骤S1的数据建立一阶段经济调度方式下的安全约束电厂组合模型，对模型进行改进，将经济调度改为三公调度方式，添加火电厂利用小时数约束并修正目标函数，添加火电发电进度偏差罚项，具体为：

S201、构建安全约束电厂组合模型的目标函数，最小化模型所含时间尺度下的火电厂发电成本以及新能源弃电成本的总和如下：

其中，Δt为运行时间粒度，NT为运行模拟时段数；Ω_TP为系统火电厂集合；Ω_NE为系统新能源机组集合；为火电厂i在t时刻的有功功率；CN_i,t为新能源机组i在t时刻的弃电功率；β^NE为新能源单位弃电量成本；F_i()为火电厂i的发电成本函数；

S202、对火电厂的等效发电成本曲线进行处理，具体如下：

a)对每台机组发电成本曲线线性化处理，处理为一条直线，即分段线性化处理过程取分段数为1，确定机组g发电成本曲线的斜率；

b)对每个火电厂内的机组进行排序，规定火电厂内部机组按照发电成本曲线斜率由小到大依次开启，即先运行经济性高的机组，再运行经济性低的机组；

c)按照指定的机组开机顺序将火电厂发电成本曲线连续分段处理，得到相关表达式：

(1)火电厂发电成本曲线表达式

(2)火电厂功率表达式

(3)火电厂装机容量表达式

(4)火电厂分段功率约束

其中，Ω_TP,i为火电厂i所包含的火电机组集合；为火电厂i第g台机组在t时刻的有功出力；为火电厂i第g台机组装机容量；为火电厂i装机容量；为火电厂i第g台机组线性化发电成本曲线的斜率；

S203、构建模型约束条件，包括系统运行约束，电网侧运行约束和电源侧运行约束；系统运行约束包括系统有功功率平衡约束，系统负荷备用约束；电网侧运行约束包括网络潮流安全约束，断面运行约束；电源侧运行约束包括火电厂爬坡约束，火电厂安全运行约束，水电机组出力约束，水电机组来水电量约束，新能源机组出力约束；

S204、在目标函数中添加关于目标函数的罚项M₁，通过求解三公调度方式下的安全约束电厂组合模型，得到电力系统中长期运行模拟结果；

S3、建立二阶段经济调度方式下的安全约束机组组合模型，设计边界条件传递原则，将步骤S2一阶段问题求解结果传给二阶段安全约束机组组合模型，改进为三公调度方式，添加火电厂发电量约束和火电机组运行状态限制约束，并对目标函数做出修正，添加火电厂发电进度偏差罚项，边界条件传递原则具体为：

若为三公调度方式，则安全约束电厂组合模型结果中各火电厂全时段的发电量作为边界条件传入安全约束机组组合模型，并允许安全约束机组组合模型中火电厂发电量有裕度偏差；

安全约束电厂组合模型结果得到各台火电机组全时段的运行功率，规定若机组出力水平阈值α和β，0≤α＜β≤1，当满足时，认为火电厂i第g台机组在t时刻应为关机状态，当满足时认为火电厂i第g台机组在t时刻应为开机状态；

对火电机组状态传递做如下处理：首先删除火电机组最短开停机时间约束，若火电厂i第g台机组在一天内的平均功率不超过对应机组全天关机，若不低于对应机组全天开机，否则对对应的机组添加约束，保证对应机组在一天内启停次数不超过1次；三公调度方式下安全约束机组组合模型添加的边界条件约束包括火电厂发电量约束和火电机组运行状态限制约束，同时对目标函数进行修正；

安全约束机组组合模型的目标函数为最小化模型所含时间尺度下的火电机组发电成本、启停成本以及新能源弃电成本的总和，具体为：

其中，火电厂i第g台机组的开/停机成本；F_i,g为火电厂i第g台机组的发电成本函数；火电厂i第g台机组在t时刻的开机状态变量，当由关机状态变为开机状态时为1，否则为0；为火电厂i第g台机组在t时刻的停机状量，当由开机状态变为关机状态时为1，否则为0；

S4、在步骤S1获取数据的基础上，滚动计算步骤S2中的一阶段安全约束电厂组合模型，求解完毕后执行步骤S3，将安全约束电厂组合模型的计算结果转换为安全约束机组组合模型的边界条件，滚动计算二阶段安全约束机组组合模型，求解得到1个规划年的电力系统运行模拟结果，实现中长期运行模拟的整体流程。