本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行與控制領(lǐng)域，涉及一種電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著煤電“三改”的進(jìn)行，機(jī)組的調(diào)節(jié)特性發(fā)生了明顯的改變，尤其是面對(duì)新型電力系統(tǒng)深度調(diào)峰、爬坡和調(diào)頻需求時(shí)，需要對(duì)機(jī)組組合模型進(jìn)行精細(xì)化目標(biāo)的修改和調(diào)整。煤電三改后，當(dāng)機(jī)組面對(duì)系統(tǒng)一些特殊場(chǎng)景，如光伏早晚爬坡和峰谷電價(jià)帶來(lái)的功率瞬時(shí)爬坡場(chǎng)景，深調(diào)狀態(tài)的機(jī)組將難以提供正常運(yùn)行時(shí)能夠提供的爬坡能力，導(dǎo)致系統(tǒng)整體爬坡能力不足；深調(diào)狀態(tài)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和調(diào)頻能力下降，導(dǎo)致系統(tǒng)整體穩(wěn)定性和調(diào)頻能力不足。這也給電力系統(tǒng)提出了新的需求，一方面，煤電調(diào)節(jié)能力要在大范圍協(xié)同優(yōu)化；另一方面，需要在不同新能源發(fā)電水平下提出科學(xué)合理利用水平，既保障新能源的平衡調(diào)節(jié)需求，又要保障低碳運(yùn)行。亟需通過(guò)科學(xué)評(píng)估煤電的調(diào)節(jié)特性，提出適應(yīng)煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的日前機(jī)組組合方法，充分挖掘和發(fā)揮煤電在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，以解決煤電機(jī)組特殊運(yùn)行狀態(tài)下難以提供有效的爬坡能力和深調(diào)狀態(tài)下機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和調(diào)頻能力下降的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度方法，包括：

4、獲取電力系統(tǒng)中機(jī)組集合g，以及機(jī)組組合g中各機(jī)組g的特征參數(shù)；

5、基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；

6、基于電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。

7、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述獲取電力系統(tǒng)中機(jī)組集合g，以及機(jī)組組合g中各機(jī)組g的特征參數(shù)的步驟中，各機(jī)組g的特征參數(shù)具體包括：機(jī)組啟動(dòng)成本，機(jī)組停機(jī)成本，機(jī)組多工況寬功率分段運(yùn)行成本。

8、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果的步驟中，計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型的目標(biāo)函數(shù)為：

9、（33）

10、其中，表示機(jī)組啟動(dòng)成本，表示機(jī)組停機(jī)成本，表示機(jī)組在時(shí)段開機(jī)動(dòng)作，表示機(jī)組在時(shí)段的停機(jī)動(dòng)作，t為時(shí)段集合；表示機(jī)組多工況寬功率分段運(yùn)行成本。

11、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果的步驟中，計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型的約束條件包括：煤電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)邏輯約束、煤電機(jī)組調(diào)峰狀態(tài)邏輯約束、煤電機(jī)組出力約束、煤電機(jī)組爬坡約束、煤電機(jī)組最小啟停時(shí)間約束、功率平衡約束、新能源機(jī)組出力約束、線路潮流約束和電網(wǎng)調(diào)峰、爬坡、調(diào)頻需求約束。

12、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述電網(wǎng)調(diào)峰、爬坡、調(diào)頻需求約束具體包括：

13、電網(wǎng)調(diào)峰需求約束為：

14、（22）

15、（23）

16、其中，i為參與調(diào)峰機(jī)組總數(shù)，為上調(diào)峰需求，為機(jī)組i在t時(shí)刻機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，為機(jī)組i基本調(diào)峰階段最大功率，為機(jī)組i基本調(diào)峰階段最小功率，為機(jī)組i在t時(shí)刻的功率，為機(jī)組i在t+1時(shí)刻的機(jī)組基本調(diào)峰階段狀態(tài)，t為調(diào)度周期內(nèi)的時(shí)段數(shù)，為下調(diào)峰需求，為機(jī)組投油調(diào)峰階段最小功率，為機(jī)組i在t+1時(shí)刻投油調(diào)峰階段狀態(tài)；

17、爬坡需求約束為：

18、（28）

19、（29）

20、其中，為機(jī)組i的上爬坡能力；為機(jī)組i的下爬坡能力，為上爬坡需求，為下爬坡需求；

21、調(diào)頻需求約束為：

22、（32）

23、其中，為系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)需求。

24、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述煤電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)邏輯約束為：

25、（34）

26、（35）

27、其中，為機(jī)組g在時(shí)刻t運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，為機(jī)組g在時(shí)刻t+1啟動(dòng)狀態(tài)，為機(jī)組g在時(shí)刻t+1關(guān)閉狀態(tài)；

28、煤電機(jī)組調(diào)峰狀態(tài)邏輯約束為：

29、（36）

30、其中，為機(jī)組g在時(shí)刻t的工況狀態(tài)；表征機(jī)組運(yùn)行于工況 s，反之；

31、煤電機(jī)組出力約束為：

32、（37）

33、其中，,分別表示機(jī)組 g在工況 s的最小、最大出力，為機(jī)組 g在時(shí)段 t的實(shí)際出力；

34、煤電機(jī)組爬坡約束為：

35、（38）

36、（39）

37、其中，表示煤電機(jī)組的最大爬坡速率，為松弛爬坡速率；

38、煤電機(jī)組最小啟停時(shí)間約束為：

39、（40）

40、（41）

41、（42）

42、（43）

43、其中，和分別代表機(jī)組的最小啟動(dòng)和關(guān)停時(shí)間；

44、功率平衡約束為：

45、（44）

46、其中，r為新能源集合，新能源機(jī)組r在時(shí)刻t的功率，為負(fù)荷d在時(shí)刻t的功率，d為系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷集合；

47、新能源機(jī)組出力約束為：

48、（45）

49、線路潮流約束為：

50、（46）

51、其中，為線路 l的潮流傳輸極限，為煤電機(jī)組 g所在節(jié)點(diǎn)對(duì)線路 l的功率轉(zhuǎn)移分布因子,為新能源機(jī)組 r所在節(jié)點(diǎn)對(duì)線路 l的功率轉(zhuǎn)移分布因子,為負(fù)荷 d所在節(jié)點(diǎn)對(duì)線路 l的功率轉(zhuǎn)移分布因子，l表示線路數(shù)。

52、第二方面，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度裝置，包括：

53、獲取模塊，用于獲取電力系統(tǒng)中機(jī)組集合g，以及機(jī)組組合g中各機(jī)組g的特征參數(shù)；

54、優(yōu)化調(diào)度模塊，用于基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；

55、調(diào)度模塊，用于基于電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。

56、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述獲取電力系統(tǒng)中機(jī)組集合g，以及機(jī)組組合g中各機(jī)組g的特征參數(shù)的步驟中，各機(jī)組g的特征參數(shù)具體包括：機(jī)組啟動(dòng)成本，機(jī)組停機(jī)成本，機(jī)組多工況寬功率分段運(yùn)行成本。

57、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果的步驟中，計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型的目標(biāo)函數(shù)為：

58、（33）

59、其中，表示機(jī)組啟動(dòng)成本，表示機(jī)組停機(jī)成本，表示機(jī)組在時(shí)段開機(jī)動(dòng)作，表示機(jī)組在時(shí)段的停機(jī)動(dòng)作，t為時(shí)段集合；表示機(jī)組多工況寬功率分段運(yùn)行成本。

60、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果的步驟中，計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型的約束條件包括：煤電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)邏輯約束、煤電機(jī)組調(diào)峰狀態(tài)邏輯約束、煤電機(jī)組出力約束、煤電機(jī)組爬坡約束、煤電機(jī)組最小啟停時(shí)間約束、功率平衡約束、新能源機(jī)組出力約束、線路潮流約束和電網(wǎng)調(diào)峰、爬坡、調(diào)頻需求約束。

61、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述電網(wǎng)調(diào)峰、爬坡、調(diào)頻需求約束具體包括：

62、電網(wǎng)調(diào)峰需求約束為：

63、（22）

64、（23）

65、其中，i為參與調(diào)峰機(jī)組總數(shù)，為上調(diào)峰需求，為機(jī)組i在t時(shí)刻機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，為機(jī)組i基本調(diào)峰階段最大功率，為機(jī)組i基本調(diào)峰階段最小功率，為機(jī)組i在t時(shí)刻的功率，為機(jī)組i在t+1時(shí)刻的機(jī)組基本調(diào)峰階段狀態(tài)，t為調(diào)度周期內(nèi)的時(shí)段數(shù)，為下調(diào)峰需求，為機(jī)組投油調(diào)峰階段最小功率，為機(jī)組i在t+1時(shí)刻投油調(diào)峰階段狀態(tài)；

66、爬坡需求約束為：

67、（28）

68、（29）

69、其中，為機(jī)組i的上爬坡能力；為機(jī)組i的下爬坡能力，為上爬坡需求，為下爬坡需求；

70、調(diào)頻需求約束為：

71、（32）

72、其中，為系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)需求。

73、本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述煤電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)邏輯約束為：

74、（34）

75、（35）

76、其中，為機(jī)組g在時(shí)刻t運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，為機(jī)組g在時(shí)刻t+1啟動(dòng)狀態(tài)，為機(jī)組g在時(shí)刻t+1關(guān)閉狀態(tài)；

77、煤電機(jī)組調(diào)峰狀態(tài)邏輯約束為：

78、（36）

79、其中，為機(jī)組g在時(shí)刻t的工況狀態(tài)；表征機(jī)組運(yùn)行于工況 s，反之；

80、煤電機(jī)組出力約束為：

81、（37）

82、其中，,分別表示機(jī)組 g在工況 s的最小、最大出力，為機(jī)組 g在時(shí)段 t的實(shí)際出力；

83、煤電機(jī)組爬坡約束為：

84、（38）

85、（39）

86、其中，表示煤電機(jī)組的最大爬坡速率，為松弛爬坡速率；

87、煤電機(jī)組最小啟停時(shí)間約束為：

88、（40）

89、（41）

90、（42）

91、（43）

92、其中，和分別代表機(jī)組的最小啟動(dòng)和關(guān)停時(shí)間；

93、功率平衡約束為：

94、（44）

95、其中，r為新能源集合，新能源機(jī)組r在時(shí)刻t的功率，為負(fù)荷d在時(shí)刻t的功率，d為系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷集合；

96、新能源機(jī)組出力約束為：

97、（45）

98、線路潮流約束為：

99、（46）

100、其中，為線路 l的潮流傳輸極限，為煤電機(jī)組 g所在節(jié)點(diǎn)對(duì)線路 l的功率轉(zhuǎn)移分布因子,為新能源機(jī)組 r所在節(jié)點(diǎn)對(duì)線路 l的功率轉(zhuǎn)移分布因子,為負(fù)荷 d所在節(jié)點(diǎn)對(duì)線路 l的功率轉(zhuǎn)移分布因子，l表示線路數(shù)。

101、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器用于執(zhí)行存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)所述的電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度方法。

102、第三方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有至少一個(gè)指令，所述至少一個(gè)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度方法。

103、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

104、本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度方法，包括：獲取電力系統(tǒng)中機(jī)組集合g，以及機(jī)組組合g中各機(jī)組g的特征參數(shù)；基于各機(jī)組g的特征參數(shù)求解預(yù)先建立的計(jì)及煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的電力系統(tǒng)機(jī)組組合模型，獲得電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；基于電力系統(tǒng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)度結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。本發(fā)明構(gòu)建了機(jī)組多工況運(yùn)行成本模型，對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)峰、爬坡、調(diào)頻需求進(jìn)行了分析和建模，并給出了煤電機(jī)組對(duì)應(yīng)于電力系統(tǒng)需求的調(diào)節(jié)能力，構(gòu)建了電力系統(tǒng)多維度調(diào)節(jié)特性約束，將相關(guān)約束以備用約束形式加入機(jī)組組合模型中，增強(qiáng)機(jī)組組合結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)多維度調(diào)節(jié)的支持能力；適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。

105、本發(fā)明研究煤電機(jī)組多工況寬功率調(diào)節(jié)特征，有效應(yīng)對(duì)煤電特殊運(yùn)行狀態(tài)下的系統(tǒng)整體爬坡能力不足和調(diào)頻能力不足問(wèn)題。尤其是對(duì)煤電機(jī)組深調(diào)階段慣性低、調(diào)頻弱和三態(tài)過(guò)渡過(guò)程中爬坡能力受限的問(wèn)題進(jìn)行改善，將有利于優(yōu)化電網(wǎng)的調(diào)節(jié)資源配置，大大提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)水平和運(yùn)行成本，同時(shí)提高新能源消納水平，提升電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和資源優(yōu)化配置，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。

106、本發(fā)明刻畫機(jī)組深度調(diào)峰過(guò)程中的運(yùn)行成本，建立煤電機(jī)組多工況寬功率機(jī)組組合運(yùn)行成本模型，根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)峰、爬坡、調(diào)頻需求構(gòu)建了電力系統(tǒng)多維度調(diào)節(jié)特性約束，綜合煤電機(jī)組多工況寬功率運(yùn)行成本、系統(tǒng)約束、電力系統(tǒng)多維度調(diào)節(jié)特性，構(gòu)建適應(yīng)煤電三改多工況寬功率調(diào)節(jié)特征的日前機(jī)組組合模型，充分挖掘和發(fā)揮煤電在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。