本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)發(fā)電調(diào)度領域，特別涉及一種特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法。

背景技術：

隨著我國近些年特高壓交直流輸電工程的快速發(fā)展，西部大規(guī)模電力被輸送到東部以火電為主的地區(qū)，在很大程度上緩解了東部用電緊張局面，但由于低谷時段饋入規(guī)模急劇增大，受端電網(wǎng)的負荷調(diào)節(jié)難度明顯增加，導致電網(wǎng)中短期開機方式和運行計劃安排難度隨之增大，如何合理安排受端其運行方式已成為這些電網(wǎng)面臨的主要難題之一，亟需行之有效的技術手段。

電力系統(tǒng)中期發(fā)電計劃是以月為決策周期、以日為計算時段，安排機組每日的開機方式以及日電量計劃，目的是避免發(fā)電機組頻繁啟停，同時以機組每日的開機方式以及日電量計劃作為短期發(fā)電調(diào)度控制條件，進而合理安排短期運行計劃，最終實現(xiàn)中期和短期發(fā)電計劃的有效銜接和相互協(xié)調(diào)。關于電力系統(tǒng)中短期協(xié)調(diào)運行問題的研究已受到國內(nèi)外學者的重點關注，但研究多側(cè)重于長期與短期發(fā)電計劃以及短期與實時調(diào)度的滾動協(xié)調(diào)，對中短期協(xié)調(diào)調(diào)度問題涉及較少，優(yōu)化模型也大多采用“三公”或節(jié)能的單一目標。

本發(fā)明成果依托國家自然科學基金重大計劃重點支持項目(91547201)、國家自然科學基金委重大國際合作(51210014)和國家自然科學基金面上項目(51579029)，以我國“西電東送”受端某省級電網(wǎng)為研究背景，提出了一種以機組啟停狀態(tài)及日電量計劃為協(xié)調(diào)因子、耦合“三公”和節(jié)能目標的中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法，實現(xiàn)了中期和短期發(fā)電計劃的有效銜接和相互協(xié)調(diào)，滿足了電力調(diào)度的“三公”原則，保證了調(diào)度的公平性，同時兼顧了節(jié)能調(diào)度的需求，具有重要的推廣使用價值。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現(xiàn)有技術方案進行完善與改進，提供一種特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法，以實現(xiàn)中期和短期發(fā)電計劃的有效銜接和相互協(xié)調(diào)的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術方案。

一種特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法，包括中期發(fā)電計劃制定和短期計劃制定，中期發(fā)電計劃以月為決策周期、以日為計算時段，在確保電力系統(tǒng)負荷需求及電站、機組自身運行參數(shù)的條件下，將月度電量分解到日，并優(yōu)化決策機組每日的開機方式；短期計劃根據(jù)短期負荷預測結果將日電量計劃形成96點出力計劃；并根據(jù)負荷的最新預測信息和機組電量實際完成情況，滾動修正原有中期發(fā)電計劃，以克服中期負荷預測的不確定影響，保證中期時間尺度計劃在短時間尺度中能夠順利執(zhí)行；

中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法步驟包括：

1)初始計算條件，包括發(fā)電站運行條件和約束，以及電網(wǎng)日平均、最高負荷、每一天的96點負荷曲線；

2)將初始計算日期編號t＝1；

3)獲取第t日機組組合方案的初始解，在初始解的基礎上迭代修正機組的開機方式；

4)計算各電站及機組第t日的分配電量，并更新電站已完成的月度合同電量；(中期)

5)按照能耗水平由低到高對在第t日安排電量的發(fā)電機組進行排序，根據(jù)排序先后逐機安排日內(nèi)96點出力計劃；

6)采用負荷重構策略，通過多種措施重構機組面臨負荷過程，措施包括趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正；

7)應用逐次切負荷算法進行負荷分配計算，得到各機組及電站的出力計劃；

8)令t＝t+1，若t<＝T，則跳至步驟3；否則，算法搜索終止，輸出中期機組組合方案及日內(nèi)出力計劃。

作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術特征。

在制定中期發(fā)電計劃時，根據(jù)電網(wǎng)實際需求，以“后續(xù)負荷率相等”原則指導月度電量分解以及月度機組組合方案；后續(xù)負荷率是指在整個決策周期內(nèi)，電站在某個時間單元內(nèi)、在當前的開機狀態(tài)下，完成剩余合同電量所要運行的負荷率水平，用下式表示：

R_m,t＝(E_m-F_m,t)/(Q_m,t×T)×100％

式中：E_m為m號電站的月度合同電量，MWh；F_m,t為m號電站到t時段為止時的已完成發(fā)電量，MWh，不包括t時段；1≤m≤M，M為電站總數(shù)；1≤t≤T，T為決策周期，一個月；Q_m,t為m號電站在t時段的剩余可調(diào)容量，用下式表示：

式中：N_m為電站m內(nèi)機組總數(shù)；N_i為電站m內(nèi)第j號機組的裝機容量，MW；RT_i,t為機組j在決策周期內(nèi)t時間單元后的剩余檢修時間；

若電站后續(xù)負荷率較低，意味著電站內(nèi)的機組運行在較低的負荷率水平就能輕易的完成合同電量，當系統(tǒng)內(nèi)開機容量充足時為了減少能耗會優(yōu)先調(diào)停這部分電站的機組；反之，若后續(xù)負荷率較高，表明電站需要運行在較高的負荷率水平才能完成合同電量，屬于較難完成合同電量的類型，當系統(tǒng)開機容量不足時會優(yōu)先開啟這些電站內(nèi)的機組；為了保證各個電站的電量完成進度在任何一個時間斷面上盡可能一致，進而保證了調(diào)度的公平性，相應的目標函數(shù)表示為：

進一步的，發(fā)電站運行條件和約束包括電站和機組約束、電網(wǎng)約束，所述電站和機組約束包括機組檢修約束、機組最小啟停時間約束、電站開機臺數(shù)約束及邊界條件約束；

a)所述機組出力約束為：

中期發(fā)電計劃以日為時間單元，不考慮機組日內(nèi)出力的優(yōu)化；機組日內(nèi)出力均按系統(tǒng)平均負荷率計算，機組出力計算公式為：

式中：C_t為第t日發(fā)電機組需要平衡的日平均負荷，此處指系統(tǒng)扣除聯(lián)絡線計劃出力；I_i,t為機組i在第t日的開機狀態(tài)變量，若機組i開機則I_i,t＝1，否則I_i,t＝0；

機組出力P_i,t處于其最大、最小技術出力范圍之內(nèi)，其約束條件描述為：

I_i,tP_i,min≤P_i,t≤I_i,tP_i,max

式中：P_i,min、P_i,max為機組i的最小、最大技術出力；

b)所述機組檢修約束為：

I_i,t＝0,t∈[α_t,β_t]

式中：α_t、β_t分別表示機組i在決策周期內(nèi)檢修起始時間和終止時間；

c)所述機組最小啟停時間約束為：

火電機組開停機過程涉及鍋爐熱力系統(tǒng)的緩慢動態(tài)過程，完成啟停過程需要較長時間；根據(jù)火電機組的物理屬性及實際運行需要，要求火電機組滿足最小連續(xù)啟停時間；最小啟停時間約束可以描述為：

式中：T_i,U、T_i,D為機組i的最小連續(xù)開機時間和最小連續(xù)停機時間；為機組i在第t日時已經(jīng)連續(xù)開機的時候和連續(xù)停機的時間；

d)所述電站開機臺數(shù)約束為

電站在任意一個時間單元內(nèi)都必須保留一部分的機組出于開機狀態(tài)，同時電站的開機臺數(shù)也會受到電站機組總數(shù)的限制；

式中：I_m,j,t為電站m的第j臺機組在第t日的開機狀態(tài)變量；λ_m、μ_m為電站m最小、最大可開機機組數(shù)；

e)所述邊界條件約束為：

各電站計算周期內(nèi)的開停機方式需要與上一周期內(nèi)的開停機方式銜接，在銜接時段處的機組啟停方式需要滿足約束c)的最小啟停時間約束。

進一步的，所述電網(wǎng)約束包括負荷平衡約束、系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用約束；

f)所述負荷平衡約束為：

對于每個時段t，負荷平衡約束描述為：

由于機組出力是按照系統(tǒng)平均負荷率計算，因此此項約束自然滿足；

g)所述系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用約束為：

式中：η_t,mi_n、η_t,max分別為第t日的系統(tǒng)最小、最大旋轉(zhuǎn)備用率；為第t日系統(tǒng)扣除聯(lián)絡線計劃后的最大負荷，MW。

進一步的，在步驟3)中，包括

301)獲取初始解；以前一日系統(tǒng)內(nèi)機組開機方式作為決策日機組開機方式的初始狀態(tài)，對于當日處于檢修狀態(tài)的機組，直接置為停機狀態(tài)，這樣就獲取了當日機組組合方案的初始解；后續(xù)的搜索過程都是以初始解為基礎，只需優(yōu)化部分機組的開機方式，其余大部分機組不需調(diào)整以降低搜索空間；初始狀態(tài)計算公式為：

302)機組開機方式啟發(fā)式搜索；以得到的初始解為基礎，以電站后續(xù)負荷率作為啟發(fā)信息，以系統(tǒng)備用容量是否充足作為判別條件，當系統(tǒng)備用容量不足時，優(yōu)先開啟后續(xù)負荷率高的電站中的機組，這些電站的后續(xù)負荷率就會變小接近平均值；當系統(tǒng)備用容量充足時，優(yōu)先調(diào)停后續(xù)負荷率低的電站中的機組，直至所有時段的機組組合方案搜索完成。

進一步的，在步驟4)中，包括：

401)計算各電站初始后續(xù)負荷率R_m,t；

402)計算系統(tǒng)內(nèi)開機容量L_t和系統(tǒng)最小備用容量D_t；若|L_t-D_t|＜ε(ε為結果精度)，則跳至步驟5；若L_t-D_t＞ε，跳至步驟3；L_t-D_t＜ε，則跳至步驟4；

403)系統(tǒng)內(nèi)預開機機組臺數(shù)過多，需要調(diào)停部分機組，直至|L_t-D_t|＜ε；調(diào)停的原則為：

①按照R_m,t從小到大的順序?qū)﹄娬具M行排序，依次對電站內(nèi)的機組進行預調(diào)停，每次調(diào)停1臺機組，出于節(jié)能性的考慮，先對電站內(nèi)已開機機組按照能耗從大到小進行排序，優(yōu)先調(diào)停電站中能耗最大的機組；

②對于R_m,t小于R_set,min(R_set,min為設定的所能接受的最小后續(xù)負荷率)的電站，優(yōu)先調(diào)停平均能耗大的電站中的機組；

③判斷預調(diào)停機組的已開機運行持續(xù)天數(shù)(包括上一月度的機組開機方式)是否大于該機組的最小開機天數(shù)，若是，則改機組可置為停機狀態(tài)，否則，轉(zhuǎn)至該電站的下一機組；若調(diào)停該機組后電站內(nèi)的開機機組臺數(shù)小于電站的最小運行方式或者該電站內(nèi)所有機組均不滿足最小啟停時間約束，則放棄對該電站的任何操作；

404)系統(tǒng)內(nèi)機組開機容量不足，需要開啟部分機組，直至|L_t-D_t|＜ε；開機的原則如下：

①按照R_m,t從大到小的順序?qū)﹄娬具M行排序，依次對電站內(nèi)的機組進行預開機，每次開啟1臺機組，同樣出于節(jié)能性的考慮，優(yōu)先開啟電站中能耗最小的機組；

②對于R_m,t大于R_set,max(R_set,max為設定的所能接受的最大后續(xù)負荷率)的電站，優(yōu)先開啟平均能耗低的電站中的機組；

③判斷預開機機組的已停機持續(xù)天數(shù)是否大于該機組的最小停機天數(shù)，若是，則改機組可置為開機狀態(tài)，否則轉(zhuǎn)至該電站的下一機組；若該電站內(nèi)所有機組均不滿足條件，則放棄對該電站的任何操作；

405)計算機組平均出力P_i,t，采用公式(15)計算各電站第t日分配電量E_m,t，采用公式(16)更新電站已完成合同電量；

進一步的，在制定短期發(fā)電計劃時，以全網(wǎng)煤耗最小為目標，目標函數(shù)如下：

式中：表示第j臺火電機組在第t日第tm時段的出力，MW；表示火電機組j第t日第tm時段的煤耗率，g/MWh；

進一步的，短期發(fā)電計劃的計算基于中期發(fā)電計劃輸出的機組組合方案和機組日電量分配；其約束包括：

a)給定的日電量需求

式中：表示機組j在第t日的給定電量，由中期發(fā)電計劃提供；

B)出力限制

式中：分別表示電站j在第t日tm時段的出力上下限，MW；

c)出力爬(降)坡上限

式中：表示機組j的單時段出力爬/降坡上限；

d)出力波動控制約束

式中：te_j表示機組j的出力升降過程中最高或最低點需持續(xù)的最少時段數(shù)，te_j＞1。

有益效果：本發(fā)明一種電力系統(tǒng)月度火電機組組合問題的啟發(fā)式搜索方法，針對特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的中期開機方式和短期運行計劃安排的難題，提出一種以機組啟停狀態(tài)及日電量計劃為協(xié)調(diào)因子、耦合“三公”和節(jié)能目標的中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法。本技術方案以“三公”調(diào)度為目標，引入“后續(xù)負荷率相等”原則優(yōu)化中期發(fā)電機組開機組合以及日電量過程，并以此為控制條件，耦合短期節(jié)能目標，采用考慮煤耗排序和負荷重構策略改進切負荷方法確定機組短期運行計劃，實現(xiàn)了中期和短期發(fā)電計劃的有效銜接和相互協(xié)調(diào)。以我國“西電東送”受端某省級電網(wǎng)為例，進行中短期發(fā)電計劃編制，結果顯示在提升電網(wǎng)“三公”調(diào)度水平的同時實現(xiàn)了節(jié)能減排，驗證了所提方法合理性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法總體求解框圖；

圖2是采用本發(fā)明方法優(yōu)化計算的浙江電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)各火電站月度電量完成結果。

具體實施方式

以下結合說明書附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明。

本發(fā)明針對特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的中期開機方式和短期運行計劃安排的難題，提出一種以機組啟停狀態(tài)及日電量計劃為協(xié)調(diào)因子、耦合“三公”和節(jié)能目標的中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法。本方法以“三公”調(diào)度為目標，引入“后續(xù)負荷率相等”原則優(yōu)化中期發(fā)電機組開機組合以及日電量過程，并以此為控制條件，耦合短期節(jié)能目標，采用考慮煤耗排序和負荷重構策略改進切負荷方法確定機組短期運行計劃，實現(xiàn)了中期和短期發(fā)電計劃的有效銜接和相互協(xié)調(diào)。

中短期協(xié)調(diào)調(diào)度框架如圖1所示。中期發(fā)電計劃以月為決策周期、以日為計算時段，在確保電力系統(tǒng)負荷需求及電站、機組自身運行參數(shù)的條件下，將月度電量分解到日，并優(yōu)化決策機組每日的開機方式。短期(日前)計劃根據(jù)短期負荷預測結果將日電量計劃形成96點出力計劃。月內(nèi)滾動計劃根據(jù)負荷的最新預測信息和機組電量實際完成情況，滾動修正原有中期發(fā)電計劃，以有效克服中期負荷預測的不確定影響，保證中期時間尺度計劃在短時間尺度中能夠順利執(zhí)行。

(a)中期發(fā)電計劃

“三公”調(diào)度是我國目前最普遍的調(diào)度模式。目前，衡量調(diào)度公平性的指標主要是發(fā)電計劃完成率或者完成電量偏差，這些指標一般僅關注發(fā)電計劃執(zhí)行的結果，而較少考慮執(zhí)行的過程，更難以體現(xiàn)機組檢修以及機組容量對計劃執(zhí)行過程的影響。本發(fā)明根據(jù)電網(wǎng)實際需求，采用“后續(xù)負荷率”指標描述“三公”調(diào)度，并以“后續(xù)負荷率相等”原則指導月度電量分解以及月度機組組合方案。后續(xù)負荷率是指在整個決策周期內(nèi)，電站在某個時間單元內(nèi)、在當前的開機狀態(tài)下，完成剩余合同電量所要運行的負荷率水平，用下式表示：

R_m,t＝(E_m-F_m,t)/(Q_m,t×T)×100％

式中：E_m為m號電站的月度合同電量，MWh；F_m,t為m號電站到t時段為止(不包括t時段)時的已完成發(fā)電量，MWh；1≤m≤M，M為電站總數(shù)；1≤t≤T，T為決策周期，在本技術方案中為一個月；Q_m,t為m號電站在t時段的剩余可調(diào)容量，用下式表示：

式中：N_m為電站m內(nèi)機組總數(shù)；N_i為電站m內(nèi)第j號機組的裝機容量，MW；RT_i,t為機組j在決策周期內(nèi)t時間單元后的剩余檢修時間。

若電站后續(xù)負荷率較低，意味著電站內(nèi)的機組運行在較低的負荷率水平就能輕易的完成合同電量，當系統(tǒng)內(nèi)開機容量充足時為了減少能耗會優(yōu)先調(diào)停這部分電站的機組；反之，若后續(xù)負荷率較高，表明電站需要運行在較高的負荷率水平才能完成合同電量，屬于較難完成合同電量的類型，當系統(tǒng)開機容量不足時會優(yōu)先開啟這些電站內(nèi)的機組。為了保證各個電站的電量完成進度在任何一個時間斷面上盡可能一致，進而保證了調(diào)度的公平性，相應的目標函數(shù)可表示為：

電網(wǎng)中期發(fā)電計劃主要考慮以下約束條件：

(1)電站和機組約束

1)機組出力約束

中期發(fā)電計劃以日為時間單元，因此不考慮機組日內(nèi)出力的優(yōu)化，機組日內(nèi)出力均按系統(tǒng)平均負荷率計算，機組出力計算公式為：

式中：C_t為第t日發(fā)電機組需要平衡的日平均負荷，此處指系統(tǒng)扣除聯(lián)絡線計劃出力；I_i,t為機組i在第t日的開機狀態(tài)變量，若機組i開機則I_i,t＝1，否則I_i,t＝0。

機組出力P_i,t處于其最大、最小技術出力范圍之內(nèi)，其約束條件描述為：

I_i,tP_i,min≤P_i,t≤I_i,tP_i,max

式中：P_i,min、P_i,max為機組i的最小、最大技術出力。

2)機組檢修約束

I_i,t＝0,t∈[α_t,β_t]

式中：α_t、β_t分別表示機組i在決策周期內(nèi)檢修起始時間和終止時間。

3)機組最小啟停時間約束

火電機組開停機過程涉及鍋爐熱力系統(tǒng)的緩慢動態(tài)過程，完成啟停過程需要較長時間。根據(jù)火電機組的物理屬性及實際運行需要，要求火電機組滿足最小連續(xù)啟停時間。最小啟停時間約束描述為：

式中：T_i,U、T_i,D為機組i的最小連續(xù)開機時間和最小連續(xù)停機時間；為機組i在第t日時已經(jīng)連續(xù)開機的時候和連續(xù)停機的時間。

4)電站開機臺數(shù)約束

電站在任意一個時間單元內(nèi)都必須保留一部分的機組出于開機狀態(tài)，同時電站的開機臺數(shù)也會受到電站機組總數(shù)的限制。

式中：I_m,j,t為電站m的第j臺機組在第t日的開機狀態(tài)變量；λ_m、μ_m為電站m最小、最大可開機機組數(shù)。

5)邊界條件約束

各電站計算周期內(nèi)的開停機方式需要與上一周期內(nèi)的開停機方式銜接，在銜接時段處的機組啟停方式需要滿足約束3)的最小啟停時間約束

(2)電網(wǎng)約束

1)負荷平衡約束

對于每個時段t，負荷平衡約束描述為：

由于機組出力是按照系統(tǒng)平均負荷率計算，因此此項約束自然滿足。

2)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用約束

式中：η_t,min、η_t,max分別為第t日的系統(tǒng)最小、最大旋轉(zhuǎn)備用率；為第t日系統(tǒng)扣除聯(lián)絡線計劃后的最大負荷，MW。

中期發(fā)電計劃可通過以下步驟進行求解：

(1)獲取初始解

電力系統(tǒng)中期優(yōu)化調(diào)度問題的計算時段較長，機組規(guī)模龐大，如果直接計算機組組合的話，會大大降低求解效率。同時，由于時段耦合約束的存在，機組在相鄰時段的開機方式并不是相互獨立的，而是存在著耦合關系。為應對上述問題，本技術方案以前一日系統(tǒng)內(nèi)機組開機方式作為決策日機組開機方式的初始狀態(tài)，對于當日處于檢修狀態(tài)的機組，直接置為停機狀態(tài)，見公式(12)，這樣就獲取了當日機組組合方案的初始解。后續(xù)的搜索過程都是以初始解為基礎，只需優(yōu)化部分機組的開機方式，其余大部分機組不需調(diào)整，有效降低了搜索空間。

(2)機組開機方式啟發(fā)式搜索

由于對各時段各電站后續(xù)負荷率方差最小這一目標直接進行求解比較困難，本技術方案采用一種啟發(fā)式的思想，通過逐步逼近平均值的方式達到方差最小的目標。主要思路如下：以得到的初始解為基礎，以電站后續(xù)負荷率作為啟發(fā)信息，以系統(tǒng)備用容量是否充足作為判別條件，當系統(tǒng)備用容量不足時，優(yōu)先開啟后續(xù)負荷率高的電站中的機組，這些電站的后續(xù)負荷率就會變小接近平均值；同理，當系統(tǒng)備用容量充足時，優(yōu)先調(diào)停后續(xù)負荷率低的電站中的機組，直至所有時段的機組組合方案搜索完成。

結合上述思路，以第t日為例，給出詳細的搜索求解過程：

步驟1：采用公式(1)計算各電站初始后續(xù)負荷率R_m,t；

步驟2：分別采用公式(13)、(14)計算系統(tǒng)內(nèi)開機容量L_t和系統(tǒng)最小備用容量D_t。若|L_t-D_t|＜ε(ε為結果精度)，則跳至步驟5；若L_t-D_t＞ε，跳至步驟3；L_t-D_t＜ε，則跳至步驟4；

步驟3：系統(tǒng)內(nèi)預開機機組臺數(shù)過多，需要調(diào)停部分機組，直至|L_t-D_t|＜ε。調(diào)停的原則為：

①按照R_m,t從小到大的順序?qū)﹄娬具M行排序，依次對電站內(nèi)的機組進行預調(diào)停，每次調(diào)停1臺機組，出于節(jié)能性的考慮，先對電站內(nèi)已開機機組按照能耗從大到小進行排序，優(yōu)先調(diào)停電站中能耗最大的機組；

②對于R_m,t小于R_set,min(R_set,min為設定的所能接受的最小后續(xù)負荷率)的電站，優(yōu)先調(diào)停平均能耗大的電站中的機組；

③判斷預調(diào)停機組的已開機運行持續(xù)天數(shù)(包括上一月度的機組開機方式)是否大于該機組的最小開機天數(shù)，若是，則改機組可置為停機狀態(tài)，否則，轉(zhuǎn)至該電站的下一機組；若調(diào)停該機組后電站內(nèi)的開機機組臺數(shù)小于電站的最小運行方式或者該電站內(nèi)所有機組均不滿足最小啟停時間約束，則放棄對該電站的任何操作；

步驟4：系統(tǒng)內(nèi)機組開機容量不足，需要開啟部分機組，直至|L_t-D_t|＜ε。開機的原則如下：

①按照R_m,t從大到小的順序?qū)﹄娬具M行排序，依次對電站內(nèi)的機組進行預開機，每次開啟1臺機組，同樣出于節(jié)能性的考慮，優(yōu)先開啟電站中能耗最小的機組；

②對于R_m,t大于R_set,max(R_set,max為設定的所能接受的最大后續(xù)負荷率)的電站，優(yōu)先開啟平均能耗低的電站中的機組；

③判斷預開機機組的已停機持續(xù)天數(shù)是否大于該機組的最小停機天數(shù)，若是，則改機組可置為開機狀態(tài)，否則轉(zhuǎn)至該電站的下一機組；若該電站內(nèi)所有機組均不滿足條件，則放棄對該電站的任何操作；

步驟5：按照公式(4)計算機組平均出力P_i,t，采用公式(15)計算各電站第t日分配電量E_m,t，采用公式(16)更新電站已完成合同電量；

(b)短期發(fā)電計劃

短期發(fā)電調(diào)度以全網(wǎng)煤耗最小為目標，目標函數(shù)如下：

式中：表示第j臺火電機組在第t日第tm時段的出力，MW；表示火電機組j第t日第tm時段的煤耗率，g/MWh。

短期發(fā)電計劃的計算基于中期發(fā)電計劃輸出的機組組合方案和機組日電量分配。我國電網(wǎng)電源結構以火電為主，水電等優(yōu)質(zhì)調(diào)峰資源稀缺，因此火電必須承擔系統(tǒng)中大部分的調(diào)峰任務?；谝陨显?，短期發(fā)電調(diào)度主要考慮的約束如下：

(1)給定的日電量需求

式中：表示機組j在第t日的給定電量，由中期發(fā)電計劃提供。

(2)出力限制

式中：分別表示電站j在第t日tm時段的出力上下限，MW。

(3)出力爬(降)坡上限

式中：表示機組j的單時段出力爬/降坡上限。

(4)出力波動控制約束

式中：te_j表示機組j的出力升降過程中最高或最低點需持續(xù)的最少時段數(shù)，te_j＞1；

短期發(fā)電計劃的求解步驟如下：

考慮到火電機組出力增減速率小，且出力頻繁變化會增加額外的燃料消耗，本節(jié)采用一種基于節(jié)能排序和負荷重構的改進切負荷方法對短期發(fā)電調(diào)度問題進行求解。主要求解步驟如下：

(1)機組節(jié)能排序

同類型機組按照能耗水平由低到高排序，節(jié)能優(yōu)先；能耗水平相同時，按照污染物排放水平由低到高排序，污染物排放水平以省級環(huán)保部門最新核定的數(shù)值為準。排序完成之后，按照排序先后逐次切負荷。通過排序，能耗小的大機組主要承擔調(diào)峰任務，能耗大的小機組主要承擔基荷，可有效降低系統(tǒng)煤耗，達到節(jié)能減排的目的。

(2)負荷重構

逐次切負荷是一種常用的負荷調(diào)節(jié)算法，在電量已知的條件下，能夠快速確定機組在負荷圖上的工作位置，但一般難以滿足時段耦合型約束。在切負荷之前通過采用一種負荷重構策略，通過趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正等措施重構機組面臨負荷過程，為切負荷算法提供直接可用的系統(tǒng)負荷，有效兼顧了時段耦合約束和負荷深度調(diào)節(jié)需求。關于負荷重構的具體方法見文獻王嘉陽,申建建,程春田等.基于負荷重構策略的火電切負荷調(diào)峰方法,中國電機工程學報.2014,34(13):2684-2692。

(3)逐次切負荷算法

負荷重構的之后的系統(tǒng)日負荷過程，應用逐次切負荷算法進行負荷分配計算，有效滿足電站日電量控制需求以及機組時段耦合約束，同時能夠保證機組出力過程能夠快速響應負荷的高低起伏變化，以滿足整個系統(tǒng)的調(diào)峰要求。標準的逐次切負荷算法的求解步驟見文獻蔡建章，蔡華祥，洪貴平.電力電量平衡算法研究與應用[J].云南電力技術，1994(03)：8-11.，此處不再做過多敘述。

根據(jù)上述思想，一次完整的特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)中短期協(xié)調(diào)調(diào)度過程，按照下述步驟(1)-(8)予以實現(xiàn)：

(1)初始計算條件，包括發(fā)電站(發(fā)電機組)運行條件和約束(月度合同電量、各機組裝機容量、機組檢修計劃等)，以及電網(wǎng)日平均、最高負荷、每一天的96點負荷曲線；

(2)將初始計算日期編號t＝1；

(3)獲取第t日機組組合方案的初始解，在初始解的基礎上迭代修正機組的開機方式；

(4)計算各電站及機組第t日的分配電量，并更新電站已完成的月度合同電量；

(5)按照能耗水平由低到高對在第t日安排電量的發(fā)電機組進行排序，根據(jù)排序先后逐機安排日內(nèi)96點出力計劃；

(6)采用一種負荷重構策略，通過趨勢模擬、等比縮放和爬坡修正等措施重構機組面臨負荷過程；

(7)應用逐次切負荷算法進行負荷分配計算，得到各機組及電站的出力計劃；

(8)令t＝t+1，若t<＝T，則跳至步驟3；否則，算法搜索終止，輸出中期機組組合方案及日內(nèi)出力計劃；

現(xiàn)以某“西電東送”受端省級電網(wǎng)作為研究對象，該電網(wǎng)以火電裝機為主，統(tǒng)調(diào)火電系統(tǒng)包含26座電站84臺機組。本發(fā)明以2015年6月該電網(wǎng)的實際調(diào)度運行數(shù)據(jù)為基礎，優(yōu)化決策電統(tǒng)調(diào)火電中短期發(fā)電計劃，驗證本發(fā)明模型和方法有效性與可行性。各電站電量完成情況如圖2、表1所示。由圖分析可知，經(jīng)過本發(fā)明方法優(yōu)化計算，各電站完成合同電量進度最大的為1.06，最小的為0.95，均滿足電網(wǎng)月度電量控制要求。同時，與實際運行結果對比，77％的電站的合同電量完成度均有了不同程度的改善，最高幅度達到了32％，電量完成度均方差為0.03，比實際降低了0.13，表明各電站電量完成進度趨于一致，更加符合“三公”調(diào)度對公平性的要求。節(jié)煤效益統(tǒng)計結果如表2所示，看出通過本發(fā)明方法對機組日前出力過程的優(yōu)化，在保證各機組再月度電量前提下，相對于實際調(diào)度場景，節(jié)煤總量達到42kt，節(jié)煤率為0.77％，滿足了節(jié)能減排的需求。

表1

表2

以上所示的一種特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)中短期協(xié)調(diào)調(diào)度方法是本發(fā)明的具體實施例，已經(jīng)體現(xiàn)出本發(fā)明實質(zhì)性特點和進步，可根據(jù)實際的使用需要，在本發(fā)明的啟示下，對其進行等同修改，均在本方案的保護范圍之列。