一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，公開了一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，可兼顧復(fù)雜時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求，實(shí)現(xiàn)大容量、高效火電機(jī)組的深度調(diào)峰，緩解電網(wǎng)調(diào)峰困難。其技術(shù)方案為：通過趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正重構(gòu)機(jī)組面臨負(fù)荷過程，為切負(fù)荷算法提供直接可用的系統(tǒng)負(fù)荷；在切負(fù)荷過程中，根據(jù)相鄰日與計(jì)劃日的出力組合模式，動(dòng)態(tài)修正部分銜接時(shí)段出力，確保銜接后出力過程滿足機(jī)組控制約束和需求。本發(fā)明的有益效果是克服了復(fù)雜約束和需求條件下火電調(diào)峰能力差的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了火電機(jī)組調(diào)峰作用，對于以火電為主的電網(wǎng)，具有重要的推廣使用價(jià)值。
【專利說明】一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，特別涉及一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法。
技術(shù)背景
[0002]我國大多數(shù)電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)以燃煤火電機(jī)組為主，常規(guī)水電、抽蓄等優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源比重較小，系統(tǒng)調(diào)峰能力非常有限，面臨嚴(yán)重的調(diào)峰壓力，特別是火電占絕對支配地位的電網(wǎng)，像華北、華東、東北等區(qū)域電網(wǎng)及轄屬省(市)級電網(wǎng)，大多均為這種情況，調(diào)峰問題已嚴(yán)重影響這些電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為解決電網(wǎng)調(diào)峰問題，目前常用的一種有效措施是利用電網(wǎng)中部分大容量、高效火電機(jī)組進(jìn)行深度調(diào)峰，讓其承擔(dān)系統(tǒng)腰荷甚至峰荷，保證負(fù)荷高峰時(shí)段的電力供應(yīng)，緩解調(diào)峰壓力。因此，如何充分發(fā)揮大容量火電機(jī)組的調(diào)峰作用，并滿足機(jī)組安穩(wěn)控制需求與約束，需要切實(shí)可行的技術(shù)手段。
[0003]以華東電網(wǎng)為例，作為我國最大規(guī)模的區(qū)域電網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)電源結(jié)構(gòu)以火電為主，裝機(jī)容量16850萬kW，占全網(wǎng)總裝機(jī)比重85.6%，除少量水電和抽蓄機(jī)組參與調(diào)峰外，基本上均依賴火電機(jī)組，調(diào)峰壓力很大，如何發(fā)揮大容量、高效火電機(jī)組的調(diào)峰作用，對有效緩解華東電網(wǎng)調(diào)峰壓力具有重要意義。
[0004]目前有關(guān)火電調(diào)峰算法和策略的研究已有文獻(xiàn)報(bào)道，如逐次切負(fù)荷法和遞級調(diào)峰方式等，然而這些方法在求解短期火電調(diào)峰問題時(shí)，往往很難同時(shí)有效處理以下三方面問題:1)違反時(shí)段耦合型約束，如出力爬坡約束和出力波動(dòng)控制約束；2)對系統(tǒng)負(fù)荷變化跟蹤能力弱，無法充分發(fā)揮機(jī)組調(diào)峰能力；3)未考慮前一日計(jì)劃出力，即相鄰日銜接時(shí)段出力違反機(jī)組控制約束或需求。本發(fā)明成果可兼顧復(fù)雜時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求，實(shí)現(xiàn)大容量、高效火電機(jī)組的深度調(diào)峰，緩解電網(wǎng)調(diào)峰困難，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，可兼顧復(fù)雜時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求，充分發(fā)揮大容量、高效火電機(jī)組的調(diào)峰作用，滿足機(jī)組安穩(wěn)控制需求與約束，獲得可行的機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃，有效緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明揭示了一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，按照下述步驟(1)-(7)獲得可行的機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃:
[0007](I)趨勢模擬。根據(jù)極值點(diǎn)最小持續(xù)時(shí)段數(shù)tei對原負(fù)荷序列ICiil, Ci,2，Ci,τ}進(jìn)行修正，得到新的負(fù)荷序列IC'Ci i，T};
[0008](2)等比縮放。根據(jù)出力爬坡上限對負(fù)荷序列IC' C' i,2，...，(:' i,T}進(jìn)行等比例縮放，得到負(fù)荷序列{C〃 wC" i,2，...，c" i,T};
[0009](3)爬坡修正。根據(jù)機(jī)組的出力爬坡上限Ri逐分段修正負(fù)荷序列IC" ijC" i，2，...，C" i，T}，使任意相鄰時(shí)段間的負(fù)荷差值不大于Ri，新的負(fù)荷序列記為Ic"' ^c"' i，2，…，c" ' i，T}，此時(shí)得到切負(fù)荷法所需負(fù)荷曲線；
[0010](4)定義機(jī)組i參與電力電量平衡時(shí)剩余負(fù)荷圖上的最高負(fù)荷值為Ctmax，機(jī)組i的
最大可用出力為,根據(jù)Γ κ 確定出機(jī)組i在日負(fù)荷圖上的初始工作位置；(5)設(shè)機(jī)組i在調(diào)度期的實(shí)際發(fā)電量為E\，如果E, PEi,則抬高工作位置；反之，則降低工作位置。當(dāng)降低工作位置時(shí)，若t時(shí)段出力冬，則尸=Pij;
[0011](6)出力修正。利用出力修正策略調(diào)整部分時(shí)段的切負(fù)荷結(jié)果，使出力過程滿足時(shí)段耦合型約束；
[0012](7)重復(fù)步(2)?(3)，直至E' i=Ei或電站i的工作位置達(dá)到負(fù)荷圖最低位置為止，此時(shí)，得到可行的機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃。
[0013]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果:本發(fā)明是一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，可兼顧復(fù)雜時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求，實(shí)現(xiàn)大容量、高效火電機(jī)組的深度調(diào)峰，緩解電網(wǎng)調(diào)峰困難。其技術(shù)方案為:通過趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正重構(gòu)機(jī)組面臨負(fù)荷過程，為切負(fù)荷算法提供直接可用的系統(tǒng)負(fù)荷，有效兼顧了時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求；同時(shí)，在切負(fù)荷過程中，根據(jù)相鄰日與計(jì)劃日的出力組合模式，動(dòng)態(tài)修正部分銜接時(shí)段出力，確保銜接后出力過程滿足機(jī)組控制約束和需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1(a)是負(fù)荷重構(gòu)的趨勢修正示意圖。
[0015]圖1(b)是負(fù)荷重構(gòu)的等比縮放示意圖。
[0016]圖1(c)是負(fù)荷重構(gòu)的爬坡修正示意圖。
[0017]圖2是考慮相鄰日出力銜接約束后的出力修正示意圖；
[0018]圖3三種不同負(fù)荷需求下的剩余負(fù)荷及火電總出力過程圖。
[0019]圖4本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法得到的剩余負(fù)荷及火電總出力過程對比圖。
[0020]圖5本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法得到的機(jī)組出力過程對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0022]調(diào)峰困難是我國電網(wǎng)面臨的突出運(yùn)行問題之一，對于以火電為主的電網(wǎng)，充分發(fā)揮大容量、高效火電機(jī)組的調(diào)峰作用是緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力的一種有效措施?，F(xiàn)有火電調(diào)峰算法難以同時(shí)兼顧復(fù)雜時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求的問題。本發(fā)明揭示一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，通過趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正重構(gòu)機(jī)組面臨負(fù)荷過程，為切負(fù)荷算法提供直接可用的系統(tǒng)負(fù)荷，有效兼顧了時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求；同時(shí)，在切負(fù)荷過程中，根據(jù)相鄰日與計(jì)劃日的出力組合模式，動(dòng)態(tài)修正部分銜接時(shí)段出力，確保銜接后出力過程滿足機(jī)組控制約束和需求。
[0023]本發(fā)明旨在根據(jù)電網(wǎng)日負(fù)荷需求和電站日控制電量，在已知火電機(jī)組開停機(jī)方式的條件下，合理安排機(jī)組的日出力運(yùn)行過程，以有效調(diào)節(jié)負(fù)荷波動(dòng)，削減負(fù)荷峰谷差。為保證電網(wǎng)和電站的安全穩(wěn)定，機(jī)組運(yùn)行控制條件和需求如下:
[0024](a)給定的日電量需求
【權(quán)利要求】
1.一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，引入負(fù)荷重構(gòu)策略，通過趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正重構(gòu)機(jī)組面臨負(fù)荷過程，為切負(fù)荷算法提供直接可用的系統(tǒng)負(fù)荷，有效兼顧了時(shí)段耦合約束和負(fù)荷深度調(diào)節(jié)需求；同時(shí)，在切負(fù)荷過程中，根據(jù)相鄰日與計(jì)劃日的出力組合模式，動(dòng)態(tài)修正部分銜接時(shí)段出力，確保銜接后出力過程滿足機(jī)組控制約束和需求；其特征包括如下步驟: (1)趨勢模擬:根據(jù)極值點(diǎn)最小持續(xù)時(shí)段數(shù)tei對原負(fù)荷序列{Cu，Ci,2)Ci, τ}進(jìn)行修正，得到新的負(fù)荷序列l(wèi)c' i；2,...,c/ i；T}； (2)等比縮放:根據(jù)出力爬坡上限對負(fù)荷序列{C,U，C' i,2，...，C' i,T}進(jìn)行等比例縮放，得到負(fù)荷序列{C" uC" i,2，...，c" i,T}; (3)爬坡修正:根據(jù)機(jī)組的出力爬坡上限Ri逐分段修正負(fù)荷序列IC" ijC" i，2，...，C" i，T}，使任意相鄰時(shí)段間的負(fù)荷差值不大于Ri，新的負(fù)荷序列記為{C"'i，2，…，c" ' i，T}，此時(shí)得到切負(fù)荷法所需負(fù)荷曲線； (4)定義機(jī)組i參與電力電量平衡時(shí)剩余負(fù)荷圖上的最高負(fù)荷值為C^max，機(jī)組i的最大可用出力為F ，根據(jù)確定出機(jī)組i在日負(fù)荷圖上的初始工作位置； (5)設(shè)機(jī)組i在調(diào)度期的實(shí)際發(fā)電量為E\，如果E'PEi,則抬高工作位置；反之，則降低工作位置；當(dāng)降低工作位置時(shí)，若t時(shí)段出力& >匕,則& =Kr; (6)出力修正:利用出力修正策略調(diào)整部分時(shí)段的切負(fù)荷結(jié)果，使出力過程滿足時(shí)段奉禹合型約束； (7)重復(fù)步(2)?(3)，直至E'^Ei或電站i的工作位置達(dá)到負(fù)荷圖最低位置為止，得到可行的機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，其特征在于，在負(fù)荷重構(gòu)過程中，趨勢模擬是利用機(jī)組時(shí)段耦合約束對面臨負(fù)荷曲線進(jìn)行修正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，其特征在于，在負(fù)荷重構(gòu)過程中，等比縮放是利用機(jī)組出力爬坡上限和負(fù)荷特征對前一階段得到的負(fù)荷曲線進(jìn)行修正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，其特征在于，在負(fù)荷重構(gòu)過程中，爬坡修正是對部分違反機(jī)組最大出力爬坡能力的時(shí)段負(fù)荷進(jìn)行修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種 基于負(fù)荷重構(gòu)策略的火電切負(fù)荷調(diào)峰方法，其特征在于，在負(fù)荷重構(gòu)過程中，爬坡修正是對部分違反機(jī)組最大出力爬坡能力的時(shí)段負(fù)荷進(jìn)行修正。
【文檔編號】H02J3/46GK103427445SQ201310202930
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】陸建宇, 程春田, 劉擁軍, 申建建, 武新宇, 王嘉陽 申請人:華東電網(wǎng)有限公司, 大連理工大學(xué)