[发明专利]一种电力系统机组组合方法及系统

说明书

本发明涉及一种电力系统机组组合方法及系统。该方法包括获取电力系统的基础数据；根据基础数据，构建混合整数规划模型；对混合整数规划模型进行系数变换和连续变量松弛；对整数规划模型中的变量进行重要性排序；根据当前排序中重要性最大的变量结合电力系统机组组合问题特征和整数规划模型的约束条件，确定相应的固定值；根据所有变量对应的固定值，结合混合整数规划模型，进行调度，确定各机组的最终出力方案。本发明在保证计算速度的同时，利用数学方法保证解的可行性，并结合机组组合问题特点提高解的质量。

技术领域

本发明涉及电力系统经济调度领域，特别是涉及一种电力系统机组组合方法及系统。

背景技术

电力系统机组组合的主要目的为在不违背系统及机组运行约束的前提下，满足系统预测负荷需求，并尽可能降低发电、开停机等各项成本，为未来发电机组的启停计划提供指导，对于电力系统的安全、稳定、经济运行具有重要意义。

机组组合问题为电力系统生产计划工作的前提，为了给后续工作提供充足的时间，所以要求电力系统机组组合问题需要在较短时间内解决，如不能及时完成，后续工作无法展开，会对电力系统的安全稳定运行造成极大威胁。

电力系统机组组合问题是一个非凸、非线性、高维度混合整数规划问题，在数学上属于NP难问题，求解十分困难。对于一个200机，96时段的日前机组组合模型，其整数变量可达到57000多个，连续变量20000多个，并拥有 30多万条约束，优化模型相当庞大，这对该问题的快速求解提出了巨大的挑战。

针对该问题，人们将分支定界、动态规划等数学方法应用其中，这些方法可以得到较好的可行解，但缺点在于计算较为复杂，计算时间长。在实际生产时间较紧的情况下，这些方法无法满足计算速度需求。为了快速得到可行解，人们提出了启发式方法。“T.Senjyu，K.Shimabukuro，K.Uezato，T.Funabashi. A fast technique for unit commitmentproblem by extended priority list[J].IEEE Trans Power Systems，2003，18(2):882-888.”提出一种扩展的优先级表方法，尽管求解速度快，但是该方法的建立较依赖于经验，并且含有随机过程，在某些情况下得不到可行解。

基于以上存在的问题，亟需一种新的方法和思路，既保证了计算速度，又从数学上保证了解的可行性。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力系统机组组合方法及系统，在保证计算速度的同时，利用数学方法保证解的可行性，并结合机组组合问题特点提高解的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电力系统机组组合方法，包括：

获取电力系统的基础数据；所述基础数据包括：机组各成本数据、机组的运行特性数据及日前负荷预测数据；所述机组各成本数据包括：机组二次发电成本函数系数、机组热启动成本、机组冷启动成本和机组停机成本；所述机组运行特性数据包括：机组出力上下限、机组最小开停机时间、机组爬坡能力和机组初始运行状态；所述日前负荷预测数据包括：对第二日各时段负荷需求量的预测值；

根据所述基础数据，构建以发电成本与启动成本总和最小为目标函数，以发电成本线性化约束、启动成本约束、系统功率平衡约束、系统旋转备用约束、机组出力约束、机组爬坡约束、逻辑约束以及最小启停时间约束为约束条件的混合整数规划模型；

对所述混合整数规划模型进行系数变换和连续变量松弛，得到整数规划模型；

对整数规划模型中的变量进行重要性排序；

根据当前排序中重要性最大的变量结合电力系统机组组合问题特征和整数规划模型的约束条件，确定相应的固定值；

根据所有变量对应的固定值，结合混合整数规划模型，进行经济调度，确定各机组的最终出力方案。