專(zhuān)利名稱(chēng)：實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法。

背景技術(shù)：
節(jié)能減排是緩解能源供應(yīng)矛盾和環(huán)境制約矛盾的重要措施，是提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量和效益的重要途徑，是國(guó)家的基本國(guó)策，直接關(guān)系到國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。在電力調(diào)度中心實(shí)施節(jié)能調(diào)度是貫徹國(guó)家節(jié)能減排政策的有效手段。
節(jié)能調(diào)度目標(biāo)是在將網(wǎng)絡(luò)損耗折算為標(biāo)準(zhǔn)煤耗后，實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足安全約束的全網(wǎng)總煤耗最小的優(yōu)化發(fā)電計(jì)劃，即保障發(fā)電煤耗和網(wǎng)絡(luò)損耗等值煤耗之和的綜合總煤耗最小。由于負(fù)荷隨時(shí)間變化，發(fā)電計(jì)劃也應(yīng)根據(jù)負(fù)荷變化而改變。
現(xiàn)有技術(shù)中，節(jié)能調(diào)度中的優(yōu)化計(jì)算方法一般僅考慮發(fā)電機(jī)組煤耗在某一計(jì)算時(shí)段內(nèi)最小，無(wú)法考慮多時(shí)段優(yōu)化的需求；或在多時(shí)段計(jì)算中不能同時(shí)計(jì)及發(fā)電機(jī)組安全約束、電網(wǎng)安全約束和網(wǎng)絡(luò)損耗。


發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種在滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)組安全約束、網(wǎng)絡(luò)輸電安全約束的同時(shí)，按電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化，制定多時(shí)段最小發(fā)電煤耗的發(fā)電計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法。
本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法，包括下述步驟 1)從某單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中采集節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷PD、支路ij的約束條件Pijmax、上一時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力PGi0、本時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力PGi、發(fā)電機(jī)母線i的最小出力PGimin、發(fā)電機(jī)母線i的最大出力PGimax、支路數(shù)量NT和發(fā)電機(jī)數(shù)量NG； 2)將采集的數(shù)據(jù)帶入多時(shí)段動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量 minF(t)＝h1F1(t)+h2F2(t) 約束條件 PGi(t)-PGi(t-1)≤ΔPGRCimax i∈NG PGi(t-1)-PGi(t)≤ΔPGRCimax i∈NG |Pij(t)|≤Pijmax ij∈NT 其中，h1第一時(shí)間段目標(biāo)函數(shù)中能耗的權(quán)重因子 h2第二時(shí)間段目標(biāo)函數(shù)中發(fā)電機(jī)出力調(diào)整的權(quán)重因子 F1(t)為第一時(shí)段最小綜合煤耗的目標(biāo)函數(shù) min F2(t)為第二時(shí)段發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量最小的目標(biāo)函數(shù) min 約束條件包括有功平衡，發(fā)電機(jī)出力限制和線路潮流約束 PGimin≤PGi≤PGimax i∈NG |Pij|≤Pijmax ij∈NT 其中，PD節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷

系統(tǒng)總負(fù)荷 Pij支路ij上的潮流，通過(guò)牛拉法進(jìn)行潮流計(jì)算得到 Pijmax支路ij的約束條件，線路和變壓器的最大容量 PGI0上一時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力 PGi本時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力 PGimin發(fā)電機(jī)母線i的最小出力 PGimax發(fā)電機(jī)母線i的最大出力

系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)組的總煤耗 PL網(wǎng)絡(luò)損耗 Fi發(fā)電機(jī)單元i的燃料消耗 NT支路數(shù)量 NG發(fā)電機(jī)數(shù)量 γ有功損耗折算成煤耗的換算系數(shù) 3)應(yīng)用負(fù)荷分配因子法將系統(tǒng)總負(fù)荷分配到各個(gè)電廠的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)； 4)將其它單元電網(wǎng)通過(guò)與該單元電網(wǎng)相聯(lián)接的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行等值，得出新的發(fā)電計(jì)劃； 5)將新的發(fā)電計(jì)劃反饋到該單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中，作為下一步實(shí)施計(jì)劃。
進(jìn)一步，所述h1的取值為1，h2的取值為1.25； 進(jìn)一步，在所述步驟3)中，計(jì)算出的發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量通過(guò)與SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)連接進(jìn)行校核與修正計(jì)算出負(fù)荷分配因子； 進(jìn)一步，在所述步驟4)中，所述等值是將單元電網(wǎng)與其它單元電網(wǎng)之間的功率交換等值為該單元電網(wǎng)邊界上的等值負(fù)荷或等值電源。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過(guò)采集單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)帶入多時(shí)段動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算并經(jīng)過(guò)等值得出新的發(fā)電計(jì)劃，將新的發(fā)電計(jì)劃反饋到該單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中，作為下一步實(shí)施目標(biāo)。該方法可將網(wǎng)絡(luò)損耗折算為標(biāo)準(zhǔn)煤耗，在滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)組安全約束、網(wǎng)絡(luò)輸電安全約束的同時(shí)，按電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化，制定多時(shí)段最小發(fā)電煤耗的發(fā)電計(jì)劃，即保障發(fā)電煤耗和網(wǎng)絡(luò)損耗等值煤耗之和的綜合總煤耗最小。



圖1為本發(fā)明的總體流程圖； 圖2為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為電網(wǎng)的外部系統(tǒng)等值圖； 圖4為全網(wǎng)負(fù)荷曲線圖； 圖5為優(yōu)化前后的全系統(tǒng)總煤耗對(duì)比圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
圖1為本發(fā)明的總體流程圖，圖2為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，圖3為電網(wǎng)的外部系統(tǒng)等值圖，如圖所示。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法的具體步驟如下 1)、從某單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中采集節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷PD、支路ij的約束條件Pijmax、上一時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力PGi0、本時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力PGi、發(fā)電機(jī)母線i的最小出力PGimin、發(fā)電機(jī)母線i的最大出力PGimax、支路數(shù)量NT和發(fā)電機(jī)數(shù)量NG。本實(shí)施例中，某單元電網(wǎng)指某省級(jí)電網(wǎng)，其它單元電網(wǎng)指外省電網(wǎng)。
2)在本實(shí)施例中，將一天分成96個(gè)運(yùn)行點(diǎn)(每15分鐘一個(gè)運(yùn)行點(diǎn))，一次性計(jì)算出96個(gè)運(yùn)行點(diǎn)的發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化分配計(jì)劃。
與靜態(tài)節(jié)能調(diào)度不同，在制定多時(shí)段的發(fā)電計(jì)劃及動(dòng)態(tài)發(fā)電計(jì)劃時(shí)，發(fā)電機(jī)的有功調(diào)節(jié)約束ΔPGRCimax應(yīng)當(dāng)加以考慮。發(fā)電機(jī)的有功調(diào)節(jié)約束取決于調(diào)節(jié)時(shí)間和調(diào)節(jié)速度(即爬坡速度)的乘積，即 ΔPGRCimax＝ΔPGRi×Δt i∈NG (1) 其中， ΔPGRCimax計(jì)及發(fā)電機(jī)爬坡速度的發(fā)電機(jī)i的有功調(diào)節(jié)約束 ΔPGRi發(fā)電機(jī)i的爬坡速度 Δt運(yùn)行時(shí)間 考慮發(fā)電機(jī)爬坡速度的發(fā)電機(jī)i的有功調(diào)節(jié)約束表達(dá)式為 發(fā)電機(jī)上升有功調(diào)節(jié)約束表達(dá)式 i∈NG(2) 如某一個(gè)時(shí)刻t 發(fā)電機(jī)下降有功調(diào)節(jié)約束表達(dá)式 i∈NG(3) 如某一個(gè)時(shí)刻t 其中， ΔPGRCimaxup計(jì)及發(fā)電機(jī)爬坡速度(上升)的發(fā)電機(jī)i的有功調(diào)節(jié)約束 ΔPGRCimaxdown計(jì)及發(fā)電機(jī)爬坡速度(下降)的發(fā)電機(jī)i的有功調(diào)節(jié)約束 t運(yùn)行時(shí)間段 PGi(t)發(fā)電機(jī)i在運(yùn)行時(shí)間段(t)的有功輸出 PGi(t-1)發(fā)電機(jī)i在運(yùn)行時(shí)間段(t-1)的有功輸出 一般情況可考慮發(fā)電機(jī)上升速度和下降速度是一樣的，因此發(fā)電機(jī)上升和下降的有功調(diào)節(jié)約束相等，即 i∈NG(4) 所以，相鄰時(shí)段發(fā)電機(jī)上升有功調(diào)節(jié)約束表達(dá)式和發(fā)電機(jī)下降有功調(diào)節(jié)約束表達(dá)式可以表示為 PGi(t)-PGi(t-1)≤ΔPGRCimax i∈NG(5) PGi(t-1)-PGi(t)≤ΔPGRCimax i∈NG(6) 第一時(shí)段最小綜合煤耗的目標(biāo)函數(shù) 發(fā)電機(jī)耗量特性的數(shù)學(xué)表達(dá)為 Fi(PGi)＝aiPGi2+biPGi+ci 其中， ai發(fā)電機(jī)耗量特性曲線的二次項(xiàng) bi發(fā)電機(jī)耗量特性曲線的一次項(xiàng) ci發(fā)電機(jī)耗量特性曲線的常數(shù)項(xiàng) 如某一個(gè)時(shí)刻t 第二時(shí)段發(fā)電計(jì)劃將隨負(fù)荷改變，本發(fā)明提出的調(diào)節(jié)目標(biāo)是使發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量最小，以提高機(jī)組的穩(wěn)定性。目標(biāo)函數(shù)為 如針對(duì)某一臺(tái)發(fā)電機(jī)組 約束條件包括有功平衡，發(fā)電機(jī)出力限制和線路潮流約束(即網(wǎng)絡(luò)輸電安全約束)，即 如某一個(gè)時(shí)刻t
PGimin≤PGi≤PGimaxi∈NG(10) 如某一個(gè)時(shí)刻t |Pij|≤Pijmaxij∈NT(11) 如 其中 PD節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷

系統(tǒng)總負(fù)荷 Pij支路ij上的潮流，通過(guò)牛拉法進(jìn)行潮流計(jì)算得到 Pijmax支路ij的約束條件，支路(線路和變壓器)的最大容量 PGi0上一時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力 PGi本時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力 PGimin發(fā)電機(jī)母線i的最小出力 PGimax；發(fā)電機(jī)母線i的最大出力

系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)組的總煤耗 Fi發(fā)電機(jī)單元i的燃料消耗 NT支路數(shù)量 NG發(fā)電機(jī)數(shù)量 γ有功損耗折算成煤耗的換算系數(shù) 因此，多時(shí)段動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的數(shù)學(xué)模型可在下述兩時(shí)段發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化的基礎(chǔ)上不斷迭代計(jì)算完成 minF(t)＝h1F1(t)+h2F2(t) (12) 約束條件 PGi(t)-PGi(t-1)≤ΔPGRCimax i∈NG(14) PGi(t-1)-PGi(t)≤ΔPGRCimax i∈NG(15) |Pij(t)|≤Pijmaxij∈NT (16) 其中 h1第一時(shí)間段目標(biāo)函數(shù)中能耗的權(quán)重因子 h2第二時(shí)間段目標(biāo)函數(shù)中發(fā)電機(jī)出力調(diào)整的權(quán)重因子 通常h2的取值大于h1的取值，本實(shí)施例的h1的取值為1，h2的取值為1.25。
3)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度中的負(fù)荷分配因子法 節(jié)能調(diào)度計(jì)算不論是系統(tǒng)安全校核，還是一天96點(diǎn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算，均需使用系統(tǒng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷數(shù)據(jù)。準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷是計(jì)算關(guān)鍵之一。
本發(fā)明將系統(tǒng)預(yù)測(cè)總負(fù)荷分配到各個(gè)具體負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的方法 首先預(yù)測(cè)系統(tǒng)總負(fù)荷PD，然后根據(jù)各個(gè)具體負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)段的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可遞推得到各個(gè)具體負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)段的負(fù)荷值，將其作為該負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷分配因子，再結(jié)合預(yù)測(cè)的系統(tǒng)總負(fù)荷進(jìn)行各個(gè)具體負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷計(jì)算。
設(shè)t時(shí)段預(yù)測(cè)的系統(tǒng)總負(fù)荷為PD(t)，負(fù)荷點(diǎn)k的負(fù)荷分配因子為PDFk(t)，那么，負(fù)荷點(diǎn)k在時(shí)段t的負(fù)荷值可通過(guò)下式計(jì)算出 i∈ND (17) 實(shí)際使用時(shí)通過(guò)與EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)連接可校核與修正計(jì)算出的負(fù)荷分配因子，即將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中當(dāng)日各個(gè)具體負(fù)荷點(diǎn)在各個(gè)時(shí)段的負(fù)荷值作為負(fù)荷分配因子，再結(jié)合預(yù)測(cè)的系統(tǒng)總負(fù)荷進(jìn)行各個(gè)具體負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷計(jì)算。
設(shè)t時(shí)段預(yù)測(cè)的系統(tǒng)總負(fù)荷為PD(t)，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)得到的負(fù)荷點(diǎn)k的負(fù)荷為PRTDk(t)，那么，節(jié)能調(diào)度計(jì)算中負(fù)荷點(diǎn)k在時(shí)段t的負(fù)荷值可通過(guò)下式計(jì)算出 i∈ND (18) 4)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度中的外部系統(tǒng)等值 省級(jí)電網(wǎng)是大區(qū)電網(wǎng)公司的重要組成部分，各個(gè)省網(wǎng)間電網(wǎng)是相互聯(lián)接、相互支援的，但在能源調(diào)度管理、效益核算方面又是相對(duì)獨(dú)立的。省級(jí)電網(wǎng)節(jié)能降損、能源優(yōu)化調(diào)度管理以其自身電網(wǎng)為主進(jìn)行。將省級(jí)電網(wǎng)稱(chēng)之為內(nèi)部系統(tǒng)，與該電網(wǎng)相聯(lián)接的外省電網(wǎng)稱(chēng)之為外部系統(tǒng)。由于網(wǎng)內(nèi)各個(gè)省網(wǎng)間電網(wǎng)是相互聯(lián)接、需要對(duì)外部系統(tǒng)進(jìn)行等值。
具體方法是將各個(gè)省網(wǎng)通過(guò)與該省級(jí)電網(wǎng)相聯(lián)接的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行等值，根據(jù)該某省級(jí)電網(wǎng)與外省電網(wǎng)之間的功率交換和供電協(xié)議，將外省電網(wǎng)等值為某省級(jí)電網(wǎng)邊界上的等值負(fù)荷或等值電源，如圖3所示，圖中P為有功功率，Q為無(wú)功功率。
通過(guò)對(duì)外省電網(wǎng)等值，能夠在保留某省級(jí)電網(wǎng)全系統(tǒng)拓?fù)浼疤匦缘那疤嵯潞?jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少計(jì)算量。
算例 動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度所需的系統(tǒng)基本模型和相關(guān)參數(shù)如下 1、系統(tǒng)基本參數(shù) a.支路參數(shù) IFROM，ITO，R，X，B，TAP，SMAX，SMAXC，TAPMAX，TAPMIN 其中 IFROM -支路始端節(jié)點(diǎn)號(hào)， ITO -支路末端節(jié)點(diǎn)號(hào) R -支路電阻 X -支路電抗 B -線路充電功率(1/2) TAP -變壓器支路變比 SMAX -支路最大功率輸出約束 SMAXC -支路故障最大功率輸出約束 TAPMAX-變壓器支路最大變比 TAPMIN-變壓器支路最小變比 我國(guó)某省實(shí)際系統(tǒng)實(shí)例 如 IFROM，ITO，R，X，B，TAP，SMAX，SMAXC，TAPMAX，TAPMIN 1 20 0.00002 0.00053 0.1020 0.000 4091.85 4091.85 0.00 0.00 98 1 0.00060 0.00830 0.4688 0.000 2045.90 2045.90 0.00 0.00 38 2 0.00000 0.00010 0.0000 0.000 400.00400.000.00 0.00 40 38 0.00050 0.00640 0.3408 0.000 2119.58 2119.58 0.00 0.00 39 37 0.00049 0.00646 1.4766 0.000 4239.16 4239.16 0.00 0.00 36 38 0.00021 0.00355 0.7878 0.000 4239.16 4239.16 0.00 0.00 b.節(jié)點(diǎn)參數(shù) BUSTYP，IBUS，PGEN，QGEN，PLOAD，QLOAD，PMAX1，PMIN1，QMAX1，QMIN1，VOLT，ANGLE，Vnup，Vnlo，Vcup，Vclo，Qgcup，Qgclo，Ownregn 說(shuō)明 BUSTYP -節(jié)點(diǎn)類(lèi)型 IBUS -節(jié)點(diǎn)號(hào) PGEN -發(fā)電機(jī)有功出力 QGEN -發(fā)電機(jī)無(wú)功出力 PLOAD -節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷 QLOAD -節(jié)點(diǎn)無(wú)功負(fù)荷 PMAX -發(fā)電機(jī)有功最大出力 PMIN -發(fā)電機(jī)有功最小出力 QMAX -發(fā)電機(jī)無(wú)功最大出力 QMIN -發(fā)電機(jī)無(wú)功最小出力 VOLT -節(jié)點(diǎn)初始電壓 ANGLE -節(jié)點(diǎn)初始電壓相角 Vnup -節(jié)點(diǎn)電壓上限 Vnlo -節(jié)點(diǎn)電壓下限 Vcup -節(jié)點(diǎn)故障電壓上限 Vclo -節(jié)點(diǎn)故障電壓下限 Qgcup -發(fā)電機(jī)故障無(wú)功最大出力 Qgclo -發(fā)電機(jī)故障無(wú)功最小出力 Ownregn-節(jié)點(diǎn)所在區(qū) 我國(guó)某省實(shí)際系統(tǒng)實(shí)例 舉例說(shuō)明 BUSTYP，IBUS，PGEN，QGEN，PLOAD，QLOAD，PMAX1，PMIN1，QMAX1，QMIN1，VOLT，ANGLE，Vnup，Vnlo，Vcup，Vclo，Qgcup，Qgclo，Ownregn 1 1 0.00 0.00 1800.60 45.00 0.00 0.000.00 0.001.050 0.00 1.1000.900 1.1000.900 0.00 0.001 1 2 0.00 0.00 1800.60 111.00 0.00 0.000.00 0.001.050 0.00 1.100 0.9001.100 0.900 0.000.00 1 2 3400.00 0.00 42.00 21.00 600.00 0.00 290.00 -90.00 1.000 0.001.100 0.900 1.100 0.900 290.00 -90.00 1 2 4 400.00 0.00 42.00 21.00 600.00 0.00290.00 -90.00 1.000 0.001.100 0.900 1.100 0.900 290.00 -90.00 1 2 5 400.00 0.00 42.00 21.00 600.00 0.00290.00 -90.00 1.000 0.001.100 0.900 1.100 0.900 290.00 -90.00 1 2 6 420.00 0.00 42.00 21.00 600.00 0.00290.00 -90.00 1.000 0.001.100 0.900 1.100 0.900 290.00 -90.00 1 c.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù) TIME，IFROMB，ITOB，R，X，B，TAP，SMAX，SMAXC，TAPMAX，TAPMIN，BRSTAT 說(shuō)明 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)與前面a.支路參數(shù)區(qū)別前面a.支路參數(shù)只是每一天的基本模型參數(shù)，是靜態(tài)的；這里的參數(shù)是動(dòng)態(tài)的，即只輸入局部變化的參數(shù)。
有如下四種情況體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚€路改變(同樣有四種情況體現(xiàn)局部網(wǎng)絡(luò)的變壓器改變) (1)、某時(shí)間點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與當(dāng)天基本模型完全一樣，此時(shí)不輸入任何支路數(shù)據(jù)； (2)、某時(shí)間點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與當(dāng)天基本模型相比，有數(shù)個(gè)支路的參數(shù)變化； (3)、某時(shí)間點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與當(dāng)天基本模型相比，有支路停運(yùn)； (4)、某時(shí)間點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與當(dāng)天基本模型相比，有新支路投入運(yùn)行； 第一種情況，該時(shí)間點(diǎn)不輸入任何支路數(shù)據(jù)； 為達(dá)到(2)-(4)目的，支路數(shù)據(jù)末輸入一個(gè)支路狀態(tài)(BRSTAT) BRSTAT＝0，表示該支路在該時(shí)間點(diǎn)開(kāi)斷(對(duì)應(yīng)情況(3)) BRSTAT＝1，表示該支路在該時(shí)間點(diǎn)參數(shù)更新(對(duì)應(yīng)情況(2)) BRSTAT＝2，表示該支路在該時(shí)間點(diǎn)是新增加的，原來(lái)基本模型中沒(méi)有(對(duì)應(yīng)情況(4)) 其中 TIME -時(shí)間段 IFROMB -支路始端節(jié)點(diǎn)號(hào) ITOB -支路末端節(jié)點(diǎn)號(hào) R -支路電阻 X -支路電抗 B -線路充電功率(1/2) TAP-變壓器支路變比 SMAX -支路最大功率輸出約束 SMAXC -支路故障最大功率輸出約束 TAPMAX -變壓器支路最大變比 TAPMIN -變壓器支路最小變比 BRSTAT -支路狀態(tài) 我國(guó)某省實(shí)際系統(tǒng)實(shí)例 舉例說(shuō)明 TIME，IFROMB，ITOB，R，X，B，TAP，SMAX，SMAXC，TAPMAX，TAPMIN，BRSTAT 1 1541840.008600.040400.06590.000 406.33406.33 0.00 0.00 0 2 1541840.008600.040400.06590.000 406.33406.33 0.00 0.00 0 3 1541840.008600.040400.06590.000 406.33406.33 0.00 0.00 0 4 1541840.008600.040400.06590.000 406.33406.33 0.00 0.00 0 5 1541840.008600.040400.06590.000 406.33406.33 0.00 0.00 0 6 1541840.008600.040400.06590.000 406.33406.33 0.00 0.00 0 2、經(jīng)濟(jì)調(diào)度參數(shù) PGNO，ALPHA，BETA，GAMMA，PGMIN，PGMAX，AGCSTATUS，PGCTG，PGGRC 說(shuō)明 PGNO-發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)號(hào) ALPHA-發(fā)電機(jī)(廠)煤耗曲線常數(shù)項(xiàng) BETA-發(fā)電機(jī)(廠)煤耗曲線一次項(xiàng) GAMMA-發(fā)電機(jī)(廠)煤耗曲線二次項(xiàng) PGMI N-發(fā)電機(jī)有功最小出力 PGMAX-發(fā)電機(jī)有功最大出力 AGCSTATUS-發(fā)電機(jī)AGC狀態(tài) AGCSTATUS＝1，表示AGC狀態(tài)，即可調(diào)機(jī)組 AGCSTATUS＝0，表示非AGC狀態(tài)，即不可調(diào)機(jī)組 PGCTG-發(fā)電機(jī)停運(yùn)或故障檢修狀態(tài) PGCTG＝1，表示發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行 PGCTG＝0，表示發(fā)電機(jī)停運(yùn)或故障檢修 PGGRC-發(fā)電機(jī)爬坡速度 我國(guó)某省實(shí)際系統(tǒng)實(shí)例 舉例說(shuō)明 PGNO，ALPHA，BETA，GAMMA，PGMI N，PGMAX，AGCSTATUS，PGCTG，PGGRC 85 41.84502 0.013900.00065150.000 300.0001145.0 86 41.84502 0.013900.00065150.000 300.0001145.0 87 41.84502 0.013900.00065150.000 300.0001145.0 88 41.84502 0.013900.000650.000 200.000 1160.0 90 39.81035 0.013220.000620.000 200.000 1160.0 91 39.81035 0.013220.000620.000 200.000 1160.0 3、系統(tǒng)總負(fù)荷和發(fā)電機(jī)參數(shù) a.發(fā)電機(jī)(廠)給定初始發(fā)電計(jì)劃參數(shù) TIME，PGNO，PG，AGCST，UNCTGST，V0 說(shuō)明 TIME-時(shí)間段 PGNO-發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)號(hào) PG-給定發(fā)電計(jì)劃 AGCST-本時(shí)間段發(fā)電機(jī)AGC狀態(tài) AGCST＝1，表示AGC狀態(tài)，即可調(diào)機(jī)組 AGCST＝0，表示非AGC狀態(tài)，即不可調(diào)機(jī)組 UNCTGST-本時(shí)間段發(fā)電機(jī)停運(yùn)或故障檢修狀態(tài) UNCTGST＝1，表示發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行 UNCTGST＝0，表示發(fā)電機(jī)停運(yùn)或故障檢修 V0-本時(shí)間段發(fā)電機(jī)電壓 我國(guó)某省實(shí)際系統(tǒng)實(shí)例 舉例說(shuō)明 TIME，PGNO，PG，AGCST，UNCTGST，V0 1 3 0.000 0 1 1.000 14375.000001.000 15375.000001.000 160.000 011.000 170.000 010.970 18400.000001.015 b.系統(tǒng)總負(fù)荷參數(shù) TIME，TotalLoad 說(shuō)明 TIME-時(shí)間段 TotalLoad-本時(shí)間段系統(tǒng)總負(fù)荷 我國(guó)某省實(shí)際系統(tǒng)實(shí)例 舉例說(shuō)明 TIME，TotalLoad 110352.000 210325.000 310264.000 410052.000 510044.000 69782.000 對(duì)我國(guó)某省實(shí)際電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，其中包括520個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，679條支路，104個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)(參照附圖2，圖中只畫(huà)出4個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，6條支路ij，2個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，其余未畫(huà)出)。
min min min 本實(shí)施例中取h1＝1， h2＝1.25。
γ煤耗折算系數(shù)(即每1000千瓦時(shí)消耗的煤噸數(shù))取值0.53 Fi(PGi)＝aiPGi2+biPGi+ci 其中 ai發(fā)電機(jī)耗量特性曲線的二次項(xiàng) bi發(fā)電機(jī)耗量特性曲線的一次項(xiàng) ci發(fā)電機(jī)耗量特性曲線的常數(shù)項(xiàng) 每15分鐘取一點(diǎn)，那么全天24小時(shí)就是96點(diǎn)。
對(duì)某一臺(tái)發(fā)電機(jī)組 優(yōu)化前的 優(yōu)化后的 全網(wǎng)總負(fù) 電網(wǎng)的網(wǎng) 電網(wǎng)的網(wǎng) 優(yōu)化前系 優(yōu)化后系 系統(tǒng)節(jié)約節(jié)煤比例 荷(MW)損(MW) 損(MW) 統(tǒng)總耗煤 統(tǒng)總耗煤 總耗煤 時(shí)段(噸) (噸) (噸) 0:0010092 185.975184.376881.403 857.2365 24.166542.74％ 0:1510065 185.975184.376881.298 857.1367 24.161332.74％ 0:3010004 185.975184.376880.899 856.9223.979052.72％ 0:459792 185.975184.376880.388 856.4532 23.934752.72％ 1:009784 185.218183.626877.687 854.3294 23.357612.66％ 1:159522 173.328171.751840.666 821.775 18.890982.25％ 1:309522 169.903168.326831.59813.1909 18.3991 2.21％ 1:459377 169.153167.576828.549 810.7939 17.755132.14％ 2:009320 169.153167.576828.338 810.5963 17.7417 2.14％ 2:159095 167.902166.326823.684 806.8153 16.8687 2.05％ 2:308992 165.905164.326816.67801.6251 15.0449 1.84％ 2:458852 157.73 156.151793.979 781.9872 11.991751.51％ 3:008652 151.08 149.501777.224 766.706 10.518031.35％ 3:158619 151.08 149.501777.11766.5971 10.5129 1.35％ 3:308618 151.08 149.501777.107 766.5941 10.512921.35％ 3:458649 151.08 149.501777.213 766.6959 10.517111.35％ 4:008600 151.08 149.501777.047 766.5366 10.510381.35％ 4:158584 151.08 149.501776.994 766.4862 10.507781.35％ 4:308634 151.08 149.501777.161 766.6465 10.5145 1.35％ 4:458613 151.08 149.501777.09 766.578 10.512051.35％ 5:008614 151.08 149.501777.094 766.581 10.513021.35％ 5:158606 153.08 151.501783.448 770.8821 12.565891.60％ 5:308584 153.08 151.501783.38 770.8176 12.5624 1.60％ 5:458619 153.83 152.251786.228 772.5655 13.662531.74％ 6:008786 155.827154.251793.239 777.5067 15.732311.98％ 6:158820 155.827154.251793.358 777.6186 15.739421.98％ 6:308855 156.052154.451793.824 778.181 15.642961.97％ 6:459056 156.177154.576794.82 779.2152 15.604751.96％ 7:009290 165.172163.5757 819.931 800.7794 19.151612.34％ 7:159628 175.297173.7007 851.853 827.4984 24.354552.86％ 7:3010106175.302173.7007 853.874 829.1133 24.760742.90％ 7:4510649175.302173.7007 855.671 830.8632 24.807852.90％ 8:0011068180.547178.9495 872.018 845.6273 26.390673.03％ 8:1511760.9 196.6 195.0218 918.723 893.2584 25.464652.77％ 8:3012402.9 208.09 206.497952.68 932.1823 20.497732.15％ 8:4512940.9 215.491213.897978.681 959.7067 18.974281.94％ 9:0013336.9 216.626215.022983.797 964.9564 18.840621.92％ 9:1513502.9 216.626215.022984.849 965.9886 18.860421.92％ 9:3013646.9 216.626215.022985.186 966.3081 18.877891.92％ 9:4513814.9 216.626215.022986.426 967.5278 18.898211.92％ 10:00 13848.9 216.851215.247987.467 968.563 18.903991.91％ 10:15 13848.9 216.851215.247987.467 968.563 18.903991.91％ 10:30 13882.9 216.851215.247987.741 968.8332 18.907851.91％ 10:45 13882.9 216.851215.247987.741 968.8332 18.907851.91％ 11:00 13916.9 217.626216.022990.675 971.7644 18.910581.91％ 11:15 13885.9 216.851215.247989.278 968.8573 20.420662.06％ 11:30 13680.9 216.626215.022987.285 966.8857 20.3993 2.07％ 11:45 13380.9 216.626215.0223 985.36 964.9382 20.421762.07％ 12:00 13118.9 216.626215.022983.874 963.4182 20.455822.08％ 12:15 12980.9 216.626215.0217 982.979 962.4807 20.498262.09％ 12:30 12875.9 216.626215.0217 982.285 961.763 20.521962.09％ 12:45 12763.9 216.626215.022981.576 961.0252 20.550822.09％ 13:00 12702.9 216.626215.0215 981.15 960.5635 20.586482.10％ 13:15 12868.9 216.626215.022981.851 961.2873 20.563742.09％ 13:30 13000.9 216.626215.022982.044 961.4637 20.580342.10％ 13:45 13000.9 216.626215.022982.044 961.4637 20.580342.10％ 14:00 13000.9 216.626215.022982.044 961.4637 20.580342.10％ 14:15 13046.9 216.626215.022982.28 961.6955 20.5845 2.10％ 14:30 13076.9 216.626215.022982.44 961.8507 20.589262.10％ 14:45 13074.9 216.626215.022982.429 961.8407 20.588342.10％ 15:00 13074.9 216.626215.022982.429 961.8407 20.588342.10％ 15:15 13000.9 216.626215.0215 981.923 961.3004 20.622632.10％ 15:3012966.9 216.626215.0215981.748961.129 20.618992.10％ 15:4512864.9 216.626215.0217981.146960.5 20.645982.10％ 16:0012694.9 216.626215.0225980.196959.484 20.712052.11％ 16:1512838.9 216.626215.0225980.621959.8902 20.730822.11％ 16:3013079.9 216.626215.0217981.966961.2923 20.6737 2.11％ 16:4513203.9 216.626215.0215982.726962.0775 20.648462.10％ 17:0013340.9 216.626215.022 983.373962.766 20.607 2.10％ 17:1513476.9 216.626215.022 984.224963.6047 20.619342.10％ 17:3013544.9 216.626215.0217984.768964.1822 20.585762.09％ 17:4513578.9 216.626215.0217984.246963.6631 20.582882.09％ 18:0013612.9 216.626215.0217984.083963.5008 20.582172.09％ 18:1513646.9 216.626215.0217984.293963.7075 20.585532.09％ 18:3013716.9 216.626215.1215984.842964.6248 20.217252.05％ 18:4513782.9 216.626215.0217985.286964.7235 20.562462.09％ 19:0013918.9 216.626215.0217986.411965.9352 20.475852.08％ 19:1514168.9 217.001215.397 989.862969.3755 20.486542.07％ 19:3014186.9 217.451215.847 991.524971.0639 20.460142.06％ 19:4514069.9 216.876215.272 989.784968.1951 21.588912.18％ 20:0013885.9 216.626215.022 988.391966.2426 22.148412.24％ 20:1513602.9 216.626215.0228986.915964.7276 22.187432.25％ 20:3013505.9 216.626215.0228987.74 965.5703 22.169742.24％ 20:4513281.9 216.626215.0228986.082963.8899 22.192082.25％ 21:0013082.9 216.626215.0235984.729962.4626 22.266412.26％ 21:1512880.9 216.626215.023 983.476961.1834 22.292562.27％ 21:3012722.9 216.626215.0233982.576960.2591 22.3169 2.27％ 21:4512644.9 216.626215.0233982.393960.0706 22.322392.27％ 22:0012371.9 216.626215.0235981.115958.7814 22.333622.28％ 22:1512038.9 216.626215.023 980957.6625 22.3375 2.28％ 22:3011714211.248209.6505967.142938.3361 28.805892.98％ 22:4511400199.325197.7255925.482898.5413 26.940722.91％ 23:0011008194.077192.4755910.983882.122 28.861033.17％ 23:1510572194.077192.4755910.353881.6099 28.7431 3.16％ 23:3010068187.102185.5005883.294860.1607 23.133332.62％ 23:459528 172.227170.6005838.78 818.6855 20.0945 2.40％ 全天總計(jì) 18897 18743.7988386.091 86499.59 1886.4962.13％ 圖4為全網(wǎng)負(fù)荷曲線圖(圖中橫軸為時(shí)間，縱軸為電量MW)；圖5為優(yōu)化前后的全系統(tǒng)總煤耗對(duì)比圖(圖中橫軸為時(shí)間，縱軸為煤耗量噸；1線為優(yōu)化前的系統(tǒng)總耗煤，2線為優(yōu)化后的系統(tǒng)總耗煤)，如圖所示優(yōu)化后的系統(tǒng)總耗煤比優(yōu)化前的系統(tǒng)總耗煤降低明顯。優(yōu)化前系統(tǒng)總耗煤88386.091噸，優(yōu)化后系統(tǒng)總耗煤86499.59噸，優(yōu)化后節(jié)約1886.496噸煤，煤耗降低約為2.134％。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法，其特征在于，包括下述步驟
1)從某單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中采集節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷PD、支路ij的約束條件Pijmax、上一時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力PGi0、本時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力PGi、發(fā)電機(jī)母線i的最小出力PGimin、發(fā)電機(jī)母線i的最大出力PGimax、支路數(shù)量NT和發(fā)電機(jī)數(shù)量NG；
2)將采集的數(shù)據(jù)帶入多時(shí)段動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量
min F(t)＝h1F1(t)+h2F2(t)
約束條件
PGi(t)-PGi(t-1)≤ΔPGRCimax i∈NG
PGi(t-1)-PGi(t)≤ΔPGRCimax i∈NG
|Pij(t)|≤Pijmax ij∈NT
其中，h1第一時(shí)間段目標(biāo)函數(shù)中能耗的權(quán)重因子
h2第二時(shí)間段目標(biāo)函數(shù)中發(fā)電機(jī)出力調(diào)整的權(quán)重因子
F1(t)為第一時(shí)段最小綜合煤耗的目標(biāo)函數(shù)
F2(t)為第二時(shí)段發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量最小的目標(biāo)函數(shù)
約束條件包括有功平衡，發(fā)電機(jī)出力限制和線路潮流約束
PGimin≤PGi≤PGimax i∈NG
|Pij|≤Pijmax ij∈NT
其中，PD節(jié)點(diǎn)的有功負(fù)荷
系統(tǒng)總負(fù)荷
Pij支路ij上的潮流，通過(guò)牛拉法進(jìn)行潮流計(jì)算得到
Pijmax支路ij的約束條件，線路和變壓器的最大容量
PGi0上一時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力
PGi本時(shí)刻發(fā)電機(jī)母線i的實(shí)際出力
PGimin發(fā)電機(jī)母線i的最小出力
PGimax發(fā)電機(jī)母線i的最大出力
系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)組的總煤耗
PL網(wǎng)絡(luò)損耗
Fi發(fā)電機(jī)單元i的燃料消耗
NT支路數(shù)量
NG發(fā)電機(jī)數(shù)量
γ有功損耗折算成煤耗的換算系數(shù)
3)應(yīng)用負(fù)荷分配因子法將系統(tǒng)總負(fù)荷分配到各個(gè)電廠的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)；
4)將其它單元電網(wǎng)通過(guò)與該單元電網(wǎng)相聯(lián)接的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行等值，得出新的發(fā)電計(jì)劃；
5)將新的發(fā)電計(jì)劃反饋到該單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中，作為下一步實(shí)施計(jì)劃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法，其特征在于所述h1的取值為1，h2的取值為1.25。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法，其特征在于在所述步驟3)中，計(jì)算出的發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量通過(guò)與SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)連接進(jìn)行校核與修正計(jì)算出負(fù)荷分配因子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法，其特征在于在所述步驟4)中，所述等值是將該單元電網(wǎng)與其它單元電網(wǎng)之間的功率交換等值為該單元電網(wǎng)邊界上的等值負(fù)荷或等值電源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的方法，首先從某單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)；再將數(shù)據(jù)帶入多時(shí)段動(dòng)態(tài)節(jié)能調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)；將其它單元電網(wǎng)通過(guò)與該單元電網(wǎng)相聯(lián)接的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行等值，得出新的發(fā)電計(jì)劃；最后將新的發(fā)電計(jì)劃反饋到該單元電網(wǎng)中各個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的EMS系統(tǒng)中。本發(fā)明將采集的數(shù)據(jù)帶入目標(biāo)函數(shù)計(jì)算并進(jìn)行等值得出新的發(fā)電計(jì)劃，作為下一步實(shí)施計(jì)劃。該方法可將網(wǎng)絡(luò)損耗折算為標(biāo)準(zhǔn)煤耗，在滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)組安全約束、網(wǎng)絡(luò)輸電安全約束的同時(shí)，按電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化，制定多時(shí)段最小發(fā)電煤耗的發(fā)電計(jì)劃，即保障發(fā)電煤耗和網(wǎng)絡(luò)損耗等值煤耗之和的綜合總煤耗最小。
文檔編號(hào)H02J3/00GK101710702SQ20091019170
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者熊小伏, 孫斌, 林成, 陳星田, 趙維興, 秦志龍 申請(qǐng)人:重慶大學(xué), 貴州電力調(diào)度通信局