[發(fā)明專利]新能源參與電量平衡的送端電網(wǎng)機(jī)組組合運(yùn)行控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811459376.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN109390981B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周全;路亮;魏明奎;江栗;蔡紹榮;柳璐;陳佩華;程浩忠;袁楊;張程銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司西南分部;上海交通大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/46
• 分類號(hào): H02J3/46
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發(fā)明涉及一種新能源參與電量平衡的送端電網(wǎng)機(jī)組組合運(yùn)行控制方法，包括以下步驟：1)獲取新能源的預(yù)測(cè)出力置信區(qū)間和傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的開機(jī)優(yōu)先順序列表；2)引入備用機(jī)組池和棄電機(jī)組池，同時(shí)考慮新能源參與平衡、旋轉(zhuǎn)備用約束和最小啟停時(shí)間約束，控制機(jī)組狀態(tài)；3)以步驟2)獲得的機(jī)組狀態(tài)為粒子群算法的輸入，基于考慮機(jī)組爬坡率的功率平衡調(diào)整粒子位置，獲得粒子群算法的最優(yōu)輸出，根據(jù)所述最優(yōu)輸出控制機(jī)組組合運(yùn)行狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有提升了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種新能源參與電量平衡的送端電網(wǎng)機(jī)組組合運(yùn)行控制方法。

背景技術(shù)

機(jī)組組合問題(UC問題)一般是指在滿足系統(tǒng)負(fù)荷需求、備用容量和最小啟停時(shí)間等約束條件下確定研究周期內(nèi)各時(shí)段各機(jī)組的啟停及出力安排，使總發(fā)電費(fèi)用最小，其數(shù)學(xué)模型實(shí)質(zhì)是高維、離散、非凸的混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型，不易獲得理論上的最優(yōu)解。隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，模型解空間復(fù)雜程度的增加，模型求解時(shí)間與解的最優(yōu)性隨之下降，有些方法甚至因此無(wú)法求得可行解。合理優(yōu)化機(jī)組組合能給電力系統(tǒng)帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)提升大電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性可靠性具有重要意義。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)UC問題進(jìn)行了廣泛研究，提出了諸多求解方法：優(yōu)先順序法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、拉格朗日松弛法、智能優(yōu)化算法、混合整數(shù)規(guī)劃法等。黎靜華，蘭飛在《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》(2010,38(02)：1-7)上發(fā)表的《適合于機(jī)組組合問題的擴(kuò)展優(yōu)先順序法》定義了機(jī)組的效用系數(shù)UUR(Unit Utilization Ratio)優(yōu)化機(jī)組的優(yōu)先順序，并引入?yún)?shù)控制機(jī)組組合鄰域的規(guī)模并采取策略對(duì)機(jī)組組合進(jìn)行調(diào)整使其滿足所有約束。翟俊義，任建文，李整等在《華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》(2016,43(01)：32-38)上發(fā)表的《一種降維求解機(jī)組組合問題的雙重粒子群優(yōu)化算法》將對(duì)整個(gè)調(diào)度周期的優(yōu)化轉(zhuǎn)化為對(duì)每個(gè)調(diào)度時(shí)刻依次、分別優(yōu)化，即將對(duì)矩陣的優(yōu)化轉(zhuǎn)化為對(duì)行向量的優(yōu)化，降低求解維數(shù)。結(jié)合離散與連續(xù)粒子群(particle swarm optimization，PSO)算法，分別得到當(dāng)前調(diào)度時(shí)刻最優(yōu)的機(jī)組組合狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的最優(yōu)負(fù)荷分配。鄧俊，韋化，黎靜華等在《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》(2015,35(11)：2770-2778)上發(fā)表的《一種含四類0-1變量的機(jī)組組合混合整數(shù)線性規(guī)劃模型》通過引入輔助變量表示冷啟動(dòng)狀態(tài)，提出一種啟動(dòng)費(fèi)用的線性表達(dá)，同時(shí)增強(qiáng)了MILP模型的簡(jiǎn)潔性和緊湊性；利用爬坡速度和最小運(yùn)行時(shí)間限制，提出新的機(jī)組出力約束表達(dá)，極大地壓縮了機(jī)組出力的可行域，進(jìn)一步增強(qiáng)了緊湊性，提高了模型求解效率。張舒，胡澤春，宋永華等在《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》(2012,32(07)：76-82+194)上發(fā)表的《基于網(wǎng)損因子迭代的安全約束機(jī)組組合算法》在每次迭代先解固定網(wǎng)損因子的SCUC問題，求得機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，然后進(jìn)行交流潮流計(jì)算，更新網(wǎng)損因子，進(jìn)入下一次迭代。針對(duì)可能出現(xiàn)的網(wǎng)損因子振蕩問題，提出SCUC和經(jīng)濟(jì)調(diào)度相結(jié)合的方法，選擇對(duì)應(yīng)發(fā)電成本較小的機(jī)組啟停狀態(tài)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化和網(wǎng)損因子迭代計(jì)算，直至算法收斂。以上文獻(xiàn)中，優(yōu)先順序法求解大規(guī)模UC問題精度不高，智能算法計(jì)算量大、求解速度慢、易限入局部最優(yōu)解，混合整數(shù)規(guī)劃類方法建模復(fù)雜、計(jì)算量大、收斂緩慢，還可能導(dǎo)致求解器無(wú)法求得可行解。專利中，張景瑞，林爽，邱衛(wèi)霞等發(fā)明人申請(qǐng)的發(fā)明專利《考慮爬坡速率約束的電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化方法》在離散粒子群框架中引入差分加速技術(shù)以提高求解速度，對(duì)不可行個(gè)體進(jìn)行修復(fù)以提高可行性，并采用隨機(jī)等效λ迭代法進(jìn)行負(fù)荷分配并處理爬坡速率約束。蔡秋娜，劉思捷，楊韻等發(fā)明人申請(qǐng)的發(fā)明專利《一種基于發(fā)電廠排序系數(shù)安排機(jī)組組合的方法》利用排序系數(shù)，并且考慮電力平衡，安全約束，逐天安排機(jī)組組合，可以為電力調(diào)度機(jī)構(gòu)安排機(jī)組組合、進(jìn)行月度電量調(diào)控。劉芳，潘毅，周京陽(yáng)等發(fā)明人申請(qǐng)的發(fā)明專利《一種能源協(xié)調(diào)優(yōu)化機(jī)組組合方法》考慮風(fēng)電出力置信區(qū)間、火電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)和耗煤特性以及抽水蓄能機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行特性建立混合非線性整數(shù)規(guī)劃模型加以求解。李利利，丁恰，耿建等發(fā)明人申請(qǐng)的發(fā)明專利《中長(zhǎng)期機(jī)組組合優(yōu)化方法》考根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)的電網(wǎng)模型建立以機(jī)組發(fā)電量與期望電量偏差最小為目標(biāo)的中長(zhǎng)期安全約束機(jī)組組合模型；采用混合整數(shù)規(guī)劃法計(jì)算出機(jī)組在調(diào)度周期內(nèi)各天的啟停狀態(tài)、負(fù)荷率以及峰荷時(shí)段的有功出力，然后通過優(yōu)化技術(shù)與安全校核的迭代，最終獲得滿足電網(wǎng)安全的中長(zhǎng)期機(jī)組組合方案。以上專利都僅僅采用單一的優(yōu)先順序法或者智能算法，或者直接調(diào)用成熟的數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器求解UC問題，因而不能很好解決上述類型方法應(yīng)用于大規(guī)模UC問題時(shí)存在的計(jì)算效率低的固有缺陷。因此大規(guī)模系統(tǒng)的機(jī)組組合問題的高效解法值得深入研究。