[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于負(fù)荷曲線量化的抽水蓄能電站優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310482458.0
• 申請(qǐng)日: 2013-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103795088A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李燕青;謝紅玲;趙亮;沈博一;李翔;王堅(jiān);梁志飛;傅志偉;孫凱航;魏方園
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）;中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 董金國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抽水蓄能電站技術(shù)，具體涉及一種基于負(fù)荷曲線量化的抽水蓄能電站優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)中多余電能，把高程低的水庫(kù)(通稱(chēng)“下水庫(kù)”)內(nèi)的水抽到高程高的水庫(kù)(通稱(chēng)“上水庫(kù)”)內(nèi)、以勢(shì)能的方式蓄存起來(lái)，系統(tǒng)需要電力時(shí)，再?gòu)纳纤畮?kù)放水至下水庫(kù)進(jìn)行發(fā)電的水電站。抽水蓄能電站無(wú)論是用于調(diào)頻、事故備用或負(fù)荷跟蹤，都能在電網(wǎng)需要時(shí)以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的速率提供有功功率支持，以維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。近十幾年以來(lái)，抽水蓄能電站在我國(guó)發(fā)展很快，其在在電力系統(tǒng)中的作用日益增加。

電力系統(tǒng)運(yùn)行成本主要涉及火電機(jī)組的耗煤燃料成本，它受火電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷大小和變化速度的影響?；痣姍C(jī)組燃料成本的評(píng)估依據(jù)集中體現(xiàn)在其所承擔(dān)的負(fù)荷曲線上。

火電機(jī)組負(fù)荷曲線由其所承擔(dān)的負(fù)荷離散值用直線連接而成。負(fù)荷曲線量化分為兩部分，一部分是由各個(gè)調(diào)度區(qū)間負(fù)荷與水平軸的夾角（以θ表示）構(gòu)成，另一部分是由各個(gè)調(diào)度區(qū)間的夾角（以ψ表示）構(gòu)成，如圖1所示。這兩部分都反映了負(fù)荷曲線對(duì)火電機(jī)組出力和爬坡速率的要求，夾角越大，要求火電機(jī)組調(diào)整越大，相應(yīng)的煤耗率越高，燃料成本越大。

從電網(wǎng)調(diào)度角度出發(fā)，如何對(duì)抽水蓄能電站進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化，使其發(fā)揮火電機(jī)組不具有或不經(jīng)濟(jì)的功能，是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。目前對(duì)抽水蓄能電站進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的出發(fā)點(diǎn)或目標(biāo)函數(shù)都是系統(tǒng)運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)、發(fā)電運(yùn)行費(fèi)用最低等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，通過(guò)設(shè)定的燃料費(fèi)用、缺電損失等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，其設(shè)定值不同在一定程度上會(huì)影響優(yōu)化的結(jié)果，有待進(jìn)一步完善。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于負(fù)荷曲線量化的抽水蓄能電站優(yōu)化調(diào)度方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于負(fù)荷曲線量化的抽水蓄能電站優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）安排機(jī)組檢修計(jì)劃：確定可用火電機(jī)組數(shù)量和抽水蓄能電站發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)；并錄入可用火電機(jī)組和抽水蓄能電站發(fā)電機(jī)組參數(shù)；所述參數(shù)包括各火電機(jī)組額定發(fā)電功率、各抽水蓄能電站發(fā)電機(jī)組額定發(fā)電功率、抽水蓄能電站的抽水-發(fā)電循環(huán)效率、給定蓄水量和最大庫(kù)容；

（2）采集電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)：所述電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間間隔固定為Δt，單位為h，共有N點(diǎn)；在時(shí)間-電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)值坐標(biāo)系下將所述電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)相鄰的兩點(diǎn)用直線連接，形成電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線；所述電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)將電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線劃分為N個(gè)調(diào)度區(qū)間；

（3）建立抽水蓄能電站的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程：

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??????????所述（1）式中x_t為第t調(diào)度區(qū)間結(jié)束時(shí)刻抽水蓄能電站上水庫(kù)蓄水量，單位為MWh，，其狀態(tài)集合X為：

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所述（2）式中，p_h為抽水蓄能電站第h臺(tái)機(jī)組的額定容量，單位為MW，h=1,2,3…H，H為抽水蓄能電站發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)，P為抽水蓄能電站各發(fā)電機(jī)組容量的最大公約數(shù)，單位為MW，x_max為抽水蓄能電站的最大庫(kù)容，單位為MWh；所述狀態(tài)集合元素?cái)?shù)目M由下式確定：?

；??????????????????????????（3）

???所述（1）式中d_t為第t調(diào)度區(qū)間決策變量，單位為MW，；η為忽略自然來(lái)水的影響時(shí)，抽水蓄能電站的抽水-發(fā)電循環(huán)效率；所述第t調(diào)度區(qū)間決策變量d_t為抽水蓄能電站的在第t調(diào)度區(qū)間內(nèi)的發(fā)電量或抽水用電量，d_t大于零時(shí)處于發(fā)電狀態(tài)；d_t小于零時(shí)處于抽水狀態(tài)，其狀態(tài)集合D為：

?；??????????(4)

狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程的約束條件為：

?????????????????????(5)

所述（5）式中x₀為第1調(diào)度區(qū)間開(kāi)始時(shí)刻抽水蓄能電站上水庫(kù)蓄水量，單位為MWh，C為抽水蓄能電站給定蓄水量，單位為MWh；?