CN104794580B - 一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其步骤：计算系需容量、系需电量和发电负荷曲线，并按照电源参与平衡的优先级依次计算各类电源的工作位置，优先级别由高至低依次为抽水蓄能机组、核电机组、风电机组、水电机组、气电机组和火电机组；计算抽水蓄能机组工作位置及发电量；计算核电机组工作位置及发电量；计算风电机组工作位置及发电量；计算水电机组工作位置及发电量；计算气电机组工作位置及发电量；根据发电负荷曲线及系需旋转备用进行逐月火电机组检修容量；根据发电负荷曲线及逐月火电机组检修容量计算火电机组工作位置及发电量。本发明能快速计算电力系统的电力电量平衡，计算结果精确，能广泛在电力系统领域中应用。

Description

一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法

技术领域

本发明涉及一种电力电量平衡计算方法，特别是关于一种用于电源规划和电力系统设计中的基于扫描切割负荷曲线的逐机组逐月电力电量平衡计算方法。

背景技术

电力电量平衡计算是评估电力系统供需形势，合理安排电源投产规模及时序的首要依据，是确定区域电网间电力流向规模的重要基础，是电力工程前期设计工作的重要组成部分。准确的电力电量平衡计算结果能够保证电力系统规划设计客观合理，能够最大限度的节约国家基建投资，促进电力工业健康有序发展。

传统的采用系统装机容量估算电力电量平衡的方法虽然简单快速，但无法考虑各类电源的工作模式、检修安排、调峰状况、受阻情况等重要因素，因此计算结果误差较大，不能够准确反映规划水平年的电力供需形势，进而会造成电力供需紧张或装机大量冗余窝电的情况。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，该方法能快速计算电力系统的电力电量平衡，既保证了模拟实际运行方式，又保证了计算结果的精确度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于，已知参数：全社会最大负荷、全社会用电量、负荷年曲线、各月负荷典型日曲线、旋转备用率、停机备用率、火电检修面积、送受电力电量及曲线、各类电源逐电站装机容量及机组参数、机组工作模式以及受阻容量，其包括以下步骤：1)根据已知参数计算系需容量、系需电量和发电负荷曲线，并按照电源参与平衡的优先级依次计算各类电源的工作位置，优先级别由高至低依次为抽水蓄能机组、核电机组、风电机组、水电机组、气电机组和火电机组；2)根据发电负荷曲线及抽水蓄能机组参数计算抽水蓄能机组工作位置及发电量：判断是否存在抽水蓄能机组，若存在，则根据抽蓄机组参数逐台确定抽蓄机组的工作位置，对工作位置进行数值积分得到抽水电量和发电电量，并根据抽水蓄能机组工作位置修正发电负荷曲线，进入步骤3)；反之直接进入步骤3)；3)根据步骤2)修正后的发电负荷曲线及核电机组参数计算核电机组工作位置及发电量：判断是否存在核电机组，若存在，则扣除检修机组后全部逐台按照核电机组出力率承担发电负荷曲线中的基荷，对工作位置进行数值积分得到发电量，并根据工作位置扣减更新步骤2)中修正后的发电负荷曲线，进入步骤4)；反之直接进入步骤4)；4)根据步骤3)更新后的发电负荷曲线及风电机组参数计算风电机组工作位置及发电量：判断是否存在风电机组，若存在，则全部风电机组按照机组保证出力率承担发电负荷曲线中的基荷，对工作位置进行数值积分得到发电量，并根据工作位置扣减更新步骤3)中更新后的发电负荷曲线，进入步骤5)；反之直接进入步骤5)；5)根据步骤4)更新后的发电负荷曲线及水电机组参数计算水电机组工作位置及发电量：判断是否存在水电机组，若存在，则按照水电机组调峰性能对水电机组进行排序，根据水电机组参数逐电站扫描确定各自工作位置，并根据水电机组工作位置修正发电负荷曲线，对工作位置进行数值积分计算水电机组发电量和弃水电量，进入步骤6)；反之直接进入步骤6)；6)根据步骤5)更新后的发电负荷曲线及气电机组参数计算气电机组工作位置及发电量：判断是否存在气电机组，若存在，则扣除检修机组后按照机组调峰性能对气电机组进行排序，根据气电机组工作模式对机组进行分类，并根据气电机组参数逐机组扫描确定各自工作位置，优先计算启停模式机组工作位置和发电量，其次计算联合模式机组工作位置和发电量，并根据气电工作位置修正发电负荷曲线，对工作位置进行数值积分计算气电发电量，进入步骤7)；反之直接进入步骤7)；7)根据步骤6)更新后的发电负荷曲线及系需旋转备用进行逐月火电机组检修容量：计算逐月火电需要容量初值并将其从大到小排序，依次设定火电需要极值为各火电需要初值，直到火电检修空间小于火电检修面积，更新火电需要极值，计算逐月火电检修容量，以火电机组逐台对逐月火电检修容量凑整计算并更新逐月火电检修容量，同时更新火电需要初值，进入步骤8)；8)根据步骤6)更新后的发电负荷曲线及步骤7)得到的逐月火电机组检修容量计算火电机组工作位置及发电量：扣除步骤7)计算的检修机组后按照火电机组调峰性能对火电机组进行排序，根据火电机组参数逐机组扫描确定各自工作位置，若出现调峰不足且存在水电基荷，则置换水电基荷为火电基荷并计算弃水电量，并根据气电工作位置修正发电负荷曲线，直至完成全部发电负荷曲线工作位置计算和停机备用容量计算或完成全部火电机组工作位置计算。

所述步骤2)中，所述抽水蓄能机组工作位置计算方法如下：2.1)存在抽水蓄能机组时，扣除检修机组后按照抽水蓄能机组调峰性能从大到小对抽水蓄能机组进行排序，扣除检修机组后若仍然存在抽水蓄能机组则进入步骤2.2)；2.2)初始化扫描高度为该抽蓄机组容量，自上而下扫描发电负荷曲线，判断扫描区域与发电负荷曲线重合部分的扫描面积是否与抽水蓄能机组库容相等，若相等则记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为抽水蓄能机组工作位置；若扫描面积与抽水蓄能机组库容不相等，则进入步骤2.3)；2.3)将扫描区间置于发电负荷曲线底部，记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为抽水蓄能机组工作位置，重合面积为抽水与发电电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，将空闲容量作为该抽水蓄能机组旋转备用，并扣减更新系需旋转备用，扣减该机组后返回步骤2.1)。

所述步骤5)中，所述水电机组工作位置计算方法如下：5.1)若存在水电机组，根据水电机组强迫出力承担发电负荷曲线中的基荷，判断其平均出力是否大于强迫出力，若平均出力大于强迫出力，则进入步骤5.2)；否则，水电工作位置即为强迫出力，数值积分计算并更新水电发电量，并更新发电负荷曲线，进入步骤5.4)；5.2)初始化扫描高度为该水电机组预想出力，自上而下扫描发电负荷曲线，判断扫描区域与发电负荷曲线重合部分的扫描面积是否与平均出力的24倍相等，若相等则记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为水电机组工作位置，更新发电负荷曲线，进入步骤5.4)；反之进入步骤5.3)；5.3)将扫描区间置于发电负荷曲线底部，记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为水电机组工作位置，重合面积为水电发电量，平均出力的24倍与重合面积之差为弃水电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，进行步骤5.4)；5.4)判断该水电机组空闲容量是否小于系需旋转备用容量，若小于，则将空闲容量承担水电旋转备用，并扣减更新系需旋转备用容量，扣减该机组后返回步骤5.1)；反之则直接扣减该水电机组后重复步骤5.1)。

所述步骤6)中，所述气电机组工作位置计算方法如下：6.1)若存在启停模式气电机组，气电机组可用容量为气电机组容量与受阻容量之差，判断可用容量是否小于发电负荷曲线峰荷，若小于则进行步骤6.2)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；若不存在启停模式气电机组则直接进行步骤6.4)；6.2)初始化扫描高度为可用容量，自上而下扫描发电负荷曲线的峰荷，判断气电机组最小技术出力是否小于发电负荷曲线的峰荷，若小于则进行步骤6.3)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；6.3)将可用容量与发电负荷曲线的峰荷二者中的最小值记为气电机组工作位置，将空闲容量作为该气电机组旋转备用，并扣减更新系需旋转备用，数值积分计算并更新气电发电量，扣减该气电机组后进行步骤6.4)；6.4)在发电负荷曲线基础上扣减气电工作位置并更新发电负荷曲线，判断是否存在联合模式气电机组，若存在，则进行步骤6.5)；否则扣减该机组后重复本步骤；若不存在联合模式气电机组，则进行步骤7)；6.5)气电机组可用容量为气电机组容量与受阻容量之差，判断该气电机组最小技术出力是否小于发电负荷曲线的基荷，若小于则进行步骤6.6)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；6.6)判断气电机组可用容量与该气电机组最小技术出力之差是否小于发电负荷曲线的峰荷，若小于，将气电机组可用容量与该气电机组最小技术出力之差记为该气电机组承担的峰荷；否则，该气电机组承担的峰荷为发电负荷曲线的全部峰荷，将空闲容量作为该气电机组旋转备用；对工作位置进行数值积分计算更新气电发电量，更新系需旋转备用，根据工作位置扣减更新步骤6.4)中修正后的发电负荷曲线，扣减该气电机组返回步骤6.4)。

所述步骤7)中，所述火电机组检修容量计算方法如下：7.1)将步骤6)更新后的发电负荷曲线及系需旋转备用容量分别作为火电工作初值和火电旋转备用初值，将步骤1)中的系需停机备用容量作为火电停机备用初值，将火电工作初值、火电旋转备用初值和火电停机备用初值加和得到火电需要初值，对逐月火电需要初值从大到小排序，进行步骤7.2)；7.2)初始化火电需要极值为火电需要初值的第i个值，i为逐月火电需要初值从大到小排序的编号，初始化i＝1；计算火电需要极值的(13-i)倍与编号i以后的火电需要初值之和的差值为火电检修空间；判断火电检修空间是否小于火电检修面积，若不小于则增加i，直到找到第i个火电需要初值使得火电检修空间小于火电检修面积；7.3)计算步骤7.2)得到的火电检修面积与火电检修空间之差的1/(13-i)倍，与第i个火电需要初值加和后得到火电需要极值并将初始值更新，逐月火电检修容量为火电需要极值与当月火电需要初值之差；以火电机组逐台对逐月火电检修容量凑整安排并更新逐月火电检修容量，与步骤7.1)中得到的火电需要初值加和后更新火电需要初值，进入步骤8)。

所述步骤8)中，所述火电机组工作位置计算方法如下：8.1)若存在火电机组，则进行步骤8.2)；否则，计算步骤7)得到的火电需要初值与火电检修、火电旋转备用、火电停机备用和火电工作之差为电力缺口，根据火电工作位置数值积分计算并更新火电发电量，计算步骤1)中的系需电量与步骤2)至步骤8)中各类电源发电量之和的差值为电量不足，完成计算；8.2)计算火电机组可用容量为火电机组容量与受阻容量之差，判断该火电机组的最小技术出力是否小于步骤6)更新后的发电负荷曲线的基荷，若小于，进入步骤8.3)；否则，判断步骤5)中的水电基荷是否大于0；若大于0，将该火电机组的基荷置换为步骤5)中的水电基荷，将火电工作基荷记为该火电机组的最小技术出力，将该火电机组最小技术出力与发电负荷曲线基荷之差记为调峰不足，同时更新步骤5)中的水电工作位置和水电发电量，根据置换的水电基荷数值积分计算弃水电量；若水电基荷＝0，则火电工作基荷为发电负荷曲线的基荷，将该火电机组最小技术出力与发电负荷曲线基荷之差记为调峰不足；进入步骤8.3)；8.3)判断火电机组可用容量与该火电机组最小技术出力之差是否小于步骤7)中的发电负荷曲线的峰荷与火电旋转备用之和，若小于，进行步骤8.4)；否则，该火电机组工作的基荷为该火电机组可用容量与发电负荷曲线基荷二者的最小值，空闲容量承担火电旋转备用，进入步骤8.5)；8.4)判断火电旋转备用初值是否大于0，若大于0，该火电机组工作的基荷为最小技术出力，可用容量与最小技术出力之差承担火电旋转备用，进入步骤8.5)；否则，该火电机组工作的基荷为最小技术出力，可用容量与最小技术出力之差承担发电负荷曲线的峰荷，进入步骤8.5)；8.5)扣减该火电机组，更新火电机组工作位置和火电旋转备用初值，根据火电机组工作位置扣减更新发电负荷曲线，判断发电负荷曲线是否为0，若为0，进入步骤8.6)；否则，返回步骤8.1)；8.6)判断系需停机备用是否大于火电停机备用，若大于，该火电机组容量承担火电停机备用，更新火电停机备用，扣除该火电机组后返回步骤8.1)；否则，计算剩余火电机组容量之和为火电空闲容量，根据火电工作位置数值积分计算火电发电量，计算火电空闲容量与气电空闲容量之和为电力盈余，计算结束。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明综合考虑了各类电源的工作模式、检修安排、调峰状况、受阻情况，能够模拟各类电源在电力系统中的实际运行情况，模拟各类电源在电力系统中的实际运行情况，基于扫描切割负荷曲线的方法，通过对各类电源逐机组逐月安排工作位置进行电力电量平衡计算并合理统筹安排电源检修计划，方法快速高效，计算结果精确可靠。2、本发明采用各类电源参与电力电量平衡计算的优先级是抽水蓄能电站、核电、风电、水电、气电、火电，这样能够保证各类电源充分发挥各自的容量效益和电量效益。3、本发明由于是基于逐台机组逐月扫描切割负荷曲线的方法进行计算，各类电源参与电力电量平衡的工作位置、备用容量和检修计划安排均是逐台机组逐月计算得到，既保证了模拟实际运行方式，又保证了计算结果的精确度。4、本发明充分利用各类电源逐台机组的调峰性能，电力电量平衡计算的全过程应用了调峰平衡计算，调峰不足和弃水电量等关键参数的计算结果更准确可信。本发明可以广泛在电力系统领域中应用。

附图说明

图1是本发明的整体流程示意图；

图2是本发明的抽水蓄能机组工作位置计算方法流程图；

图3是本发明的水电机组工作位置计算方法流程图；

图4是本发明的气电机组工作位置计算方法流程图；

图5是本发明的火电机组检修安排计算方法流程图；

图6是本发明的火电机组工作位置计算方法流程图；

图7是本发明的各类电源全天工作位置计算结果示意图；

图8是本发明的电力系统全年电力盈亏计算结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种基于扫描切割负荷曲线的逐机组逐月电力电量平衡计算方法，该方法在已知以下输入参数情况下实施：全社会最大负荷、全社会用电量、负荷年曲线、各月负荷典型日曲线、旋转备用率、停机备用率、火电检修面积、送受电力电量及曲线(送出为+，受入为-)、各类电源逐电站装机容量及机组参数、机组工作模式以及受阻容量等。本发明包括以下步骤：

1)根据已知参数计算系需容量、系需电量和发电负荷曲线，并按照电源参与平衡的优先级依次计算各类电源的工作位置，优先级别由高至低依次为抽水蓄能机组、核电机组、风电机组、水电机组、气电机组和火电机组；

系需容量为电力系统需要的各类电源有效利用电力容量之和，包含全社会最大负荷、送受电力、旋转备用容量和停机备用容量，其算法为：将全社会最大负荷与旋转备用率乘积得到旋转备用容量，将全社会最大负荷与停机备用率乘积得到停机备用容量，将最大负荷、送受电力、旋转备用容量和停机备用容量加和得到系需容量；

系需电量为电力系统需要的各类电源发电量之和，包含全社会用电量和送受电量，其算法为：将全社会用电量和送受电量加和得到系需电量；

发电负荷曲线为电力系统需要的各类电源全年出力曲线，包含本地负荷曲线与送受电力曲线，其算法为：将全社会最大负荷与负荷年曲线乘积得到逐月最大负荷，再将逐月最大负荷与各月负荷典型日曲线乘积得到本地负荷曲线，将本地负荷曲线与送受电力曲线加和得到发电负荷曲线。

2)根据发电负荷曲线及抽水蓄能机组参数计算抽水蓄能机组工作位置及发电量：判断是否存在抽水蓄能机组，若存在，则根据抽蓄机组参数逐台确定抽蓄机组的工作位置，对工作位置进行数值积分得到抽水电量和发电电量，并根据抽水蓄能机组工作位置修正发电负荷曲线，进入步骤3)；反之若不存在则直接进入步骤3)；

如图2所示，抽水蓄能机组工作位置计算方法如下：

2.1)存在抽水蓄能机组时，扣除检修机组后按照抽水蓄能机组调峰性能从大到小对抽水蓄能机组进行排序，扣除检修机组后若仍然存在抽水蓄能机组则进入步骤2.2)，否则进入步骤3)；

2.2)初始化扫描高度为该抽蓄机组容量，自上而下扫描发电负荷曲线，判断扫描区域与发电负荷曲线重合部分的扫描面积是否与抽水蓄能机组库容相等，若相等则记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为抽水蓄能机组工作位置，重合面积为抽水与发电电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，若抽水蓄能机组工作位置高度小于装机容量即存在空闲容量，则该抽水蓄能机组旋转备用容量为空闲容量，并扣减更新系需旋转备用，扣减该机组后返回步骤2.1)；若扫描面积与抽水蓄能机组库容不相等，则进入步骤2.3)；

2.3)将扫描区间置于发电负荷曲线底部，记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为抽水蓄能机组工作位置，重合面积为抽水与发电电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，将空闲容量作为该抽水蓄能机组旋转备用，并扣减更新系需旋转备用，扣减该机组后返回步骤2.1)。

3)根据步骤2)修正后的发电负荷曲线及核电机组参数计算核电机组工作位置及发电量：判断是否存在核电机组，若存在，则扣除检修机组后全部逐台按照核电机组出力率承担发电负荷曲线中的基荷，对工作位置进行数值积分得到发电量，并根据工作位置扣减更新步骤2)中修正后的发电负荷曲线，进入步骤4)；反之若不存在直接进入步骤4)；

4)根据步骤3)更新后的发电负荷曲线及风电机组参数计算风电机组工作位置及发电量：判断是否存在风电机组，若存在，则全部风电机组按照机组保证出力率承担发电负荷曲线中的基荷，对工作位置进行数值积分得到发电量，并根据工作位置扣减更新步骤3)中更新后的发电负荷曲线，进入步骤5)；反之不存在则直接进入步骤5)；

5)根据步骤4)更新后的发电负荷曲线及水电机组参数计算水电机组工作位置及发电量：判断是否存在水电机组，若存在，则按照水电机组调峰性能对水电机组进行排序，根据水电机组参数逐电站扫描确定各自工作位置，并根据水电机组工作位置修正发电负荷曲线，对工作位置进行数值积分计算水电机组发电量和弃水电量，进入步骤6)；反之不存在则直接进入步骤6)；

如图3所示，水电机组工作位置计算方法如下：

5.1)若存在水电机组，根据水电机组强迫出力承担发电负荷曲线中的基荷，判断其平均出力是否大于强迫出力，若平均出力大于强迫出力，则进入步骤5.2)；否则，水电工作位置即为强迫出力，数值积分计算并更新水电发电量，并根据工作位置扣减更新步骤4)中更新后的发电负荷曲线，进入步骤5.4)；若不存在水电机组则进入步骤6)；

5.2)初始化扫描高度为该水电机组预想出力，自上而下扫描发电负荷曲线，判断扫描区域与发电负荷曲线重合部分的扫描面积是否与平均出力的24倍相等，若相等则记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为水电机组工作位置，重合面积为发电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，进入步骤5.4)；若扫描面积与平均出力的24倍不相等，则进入步骤5.3)；

5.3)将扫描区间置于发电负荷曲线底部，记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为水电机组工作位置，重合面积为水电发电量，平均出力的24倍与重合面积之差为弃水电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，进行步骤5.4)；

5.4)判断该水电机组空闲容量是否小于系需旋转备用容量，若小于，则将空闲容量承担水电旋转备用，并扣减更新系需旋转备用容量，扣减该机组后返回步骤5.1)；反之则直接扣减该水电机组后重复步骤5.1)。

6)根据步骤5)更新后的发电负荷曲线及气电机组参数计算气电机组工作位置及发电量：判断是否存在气电机组，若存在，则扣除检修机组后按照机组调峰性能对气电机组进行排序，根据气电机组工作模式对机组进行分类，并根据气电机组参数逐机组扫描确定各自工作位置，优先计算启停模式机组工作位置和发电量，其次计算联合模式机组工作位置和发电量，并根据气电工作位置修正发电负荷曲线，对工作位置进行数值积分计算气电发电量，进入步骤7)；反之直接进入步骤7)；

如图4所示，气电机组工作位置计算方法如下：

6.1)若存在启停模式气电机组，气电机组可用容量为气电机组容量与受阻容量之差，判断可用容量是否小于发电负荷曲线峰荷，若小于则进行步骤6.2)；否则扣减该机组后进行步骤6.4)；若不存在启停模式气电机组则直接进行步骤6.4)；

6.2)初始化扫描高度为可用容量，自上而下扫描发电负荷曲线的峰荷，判断该气电机组的最小技术出力是否小于发电负荷曲线的峰荷，若小于则进行步骤6.3)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；

6.3)将可用容量与发电负荷曲线的峰荷二者中的最小值记为气电机组工作位置，将空闲容量作为该气电机组旋转备用，并扣减更新系需旋转备用，数值积分计算并更新气电发电量，扣减该气电机组后进行步骤6.4)；

6.4)在步骤5)更新后的发电负荷曲线基础上扣减气电工作位置并更新发电负荷曲线，判断是否存在联合模式气电机组，若存在，则进行步骤6.5)；否则扣减该机组后重复本步骤；若不存在联合模式气电机组，则进行步骤7)；

6.5)气电机组可用容量为气电机组容量与受阻容量之差，判断该气电机组的最小技术出力是否小于发电负荷曲线的基荷，若小于则进行步骤6.6)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；

6.6)该气电机组承担的基荷高度为该气电机组的最小技术出力，判断气电机组可用容量与气电机组最小技术出力之差是否小于发电负荷曲线的峰荷，若小于，将气电机组可用容量与气电机组最小技术出力之差记为该气电机组承担的峰荷；否则，该气电机组承担的峰荷为发电负荷曲线的全部峰荷，将空闲容量作为该气电机组旋转备用；对工作位置进行数值积分计算更新气电发电量，更新系需旋转备用，根据工作位置扣减更新步骤6.4)中修正后的发电负荷曲线，扣减该气电机组返回步骤6.4)。

7)根据步骤6)更新后的发电负荷曲线及系需旋转备用进行逐月火电机组检修容量：计算逐月火电需要容量初值并将其从大到小排序，依次设定火电需要极值为各火电需要初值，直到火电检修空间小于火电检修面积，更新火电需要极值，计算逐月火电检修容量，以火电机组逐台对逐月火电检修容量凑整计算并更新逐月火电检修容量，同时更新火电需要初值，进入步骤8)；

如图5所示，火电机组检修容量计算方法如下：

7.1)将步骤6)更新后的发电负荷曲线及系需旋转备用容量分别作为火电工作初值和火电旋转备用初值，将步骤1)中的系需停机备用容量作为火电停机备用初值，将火电工作初值、火电旋转备用初值和火电停机备用初值加和得到火电需要初值，对逐月火电需要初值从大到小排序，进行步骤7.2)；

7.2)初始化火电需要极值为火电需要初值的第i个值，i为逐月火电需要初值从大到小排序的编号，初始化i＝1；计算火电需要极值的(13-i)倍与编号i以后的火电需要初值之和的差值为火电检修空间；判断火电检修空间是否小于火电检修面积，若不小于则增加i，直到找到第i个火电需要初值使得火电检修空间小于火电检修面积；

7.3)计算步骤7.2)得到的火电检修面积与火电检修空间之差的1/(13-i)倍，与第i个火电需要初值加和后得到火电需要极值并将初始值更新，逐月火电检修容量为火电需要极值与当月火电需要初值之差；以火电机组逐台对逐月火电检修容量凑整安排并更新逐月火电检修容量，与步骤7.1)中得到的火电需要初值加和后更新火电需要初值，进入步骤8)。

8)根据步骤6)更新后的发电负荷曲线及步骤7)得到的逐月火电机组检修容量计算火电机组工作位置及发电量：扣除步骤7)计算的检修机组后按照火电机组调峰性能对火电机组进行排序，根据火电机组参数逐火电机组扫描确定各自工作位置，若出现调峰不足且存在水电基荷，则置换水电基荷为火电基荷并计算弃水电量，并根据气电工作位置修正发电负荷曲线，直至完成全部发电负荷曲线工作位置计算和停机备用容量计算或完成全部火电机组工作位置计算。

如图6所示，火电机组工作位置计算方法如下：

8.1)若存在火电机组，则进行步骤8.2)；否则，计算步骤7)得到的火电需要初值与火电检修、火电旋转备用、火电停机备用和火电工作之差为电力缺口，根据火电工作位置数值积分计算并更新火电发电量，计算步骤1)中的系需电量与步骤2)至步骤8)中各类电源发电量之和的差值为电量不足，完成计算；

8.2)计算火电机组可用容量为火电机组容量与受阻容量之差，判断该火电机组的最小技术出力是否小于步骤6)更新后的发电负荷曲线的基荷，若小于，进入步骤8.3)；否则，判断步骤5)中的水电基荷是否大于0；若大于0，将该火电机组的基荷置换为步骤5)中的水电基荷，将火电工作基荷记为最小技术出力，将该火电机组最小技术出力与发电负荷曲线基荷之差记为调峰不足，同时更新步骤5)中的水电工作位置和水电发电量，根据置换的水电基荷数值积分计算弃水电量；若水电基荷＝0，则火电工作基荷为发电负荷曲线的基荷，将该火电机组最小技术出力与发电负荷曲线基荷之差记为调峰不足；进入步骤8.3)；

8.3)判断火电机组可用容量与该火电机组的最小技术出力之差是否小于步骤7)中的发电负荷曲线的峰荷与火电旋转备用之和，若小于，进行步骤8.4)；否则，该火电机组工作的基荷为该火电机组可用容量与发电负荷曲线基荷二者的最小值，空闲容量承担火电旋转备用，进入步骤8.5)；

8.4)判断火电旋转备用初值是否大于0，若大于0，该火电机组工作的基荷为最小技术出力，火电机组可用容量与该火电机组最小技术出力之差承担火电旋转备用，进入步骤8.5)；否则，该火电机组工作的基荷为该火电机组最小技术出力，火电机组可用容量与该火电机组最小技术出力承担发电负荷曲线的峰荷，进入步骤8.5)；

8.5)扣减该火电机组，更新火电机组工作位置和火电旋转备用初值，根据火电机组工作位置扣减更新发电负荷曲线，判断发电负荷曲线是否为0，若为0，进入步骤8.6)；否则，返回步骤8.1)；

8.6)判断系需停机备用是否大于火电停机备用，若大于，该火电机组容量承担火电停机备用，更新火电停机备用，扣除该火电机组后返回步骤8.1)；否则，计算剩余火电机组容量之和为火电空闲容量，根据火电工作位置数值积分计算火电发电量，计算火电空闲容量与气电空闲容量之和为电力盈余，计算结束。

如图7所示，根据本发明计算得到的某电力系统某年度某月各类电源全天工作位置计算结果，由此可以看出，本发明综合考虑了各类电源的工作模式、检修安排、调峰状况、受阻情况，分考虑了各类电源逐台机组的调峰性能，能够模拟各类电源在电力系统中的实际运行情况，计算过程体现了逐机组逐月扫描切割负荷曲线进行电力电量平衡的基本理念。

如图8所示，根据本发明计算得到的某电力系统某年度电力系统全年电力盈亏计算结果，应用本发明的计算过程中能够充分发挥各类电源的容量效益和电量效益，计算结果展示直观明了，计算结果精度高，真实可信，可作为电力系统规划设计研究的重要参考。

上述各实施例仅用于说明本发明，各步骤都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别步骤进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于，已知参数：全社会最大负荷、全社会用电量、负荷年曲线、各月负荷典型日曲线、旋转备用率、停机备用率、火电检修面积、送受电力电量及曲线、各类电源逐电站装机容量及机组参数、机组工作模式以及受阻容量，其包括以下步骤：

1)根据已知参数计算系需容量、系需电量和发电负荷曲线，并按照电源参与平衡的优先级依次计算各类电源的工作位置，优先级别由高至低依次为抽水蓄能机组、核电机组、风电机组、水电机组、气电机组和火电机组；

系需容量为电力系统需要的各类电源有效利用电力容量之和，包含全社会最大负荷、送受电力、旋转备用容量和停机备用容量，其算法为：将全社会最大负荷与旋转备用率乘积得到旋转备用容量，将全社会最大负荷与停机备用率乘积得到停机备用容量，将最大负荷、送受电力、旋转备用容量和停机备用容量加和得到系需容量；

系需电量为电力系统需要的各类电源发电量之和，包含全社会用电量和送受电量，其算法为：将全社会用电量和送受电量加和得到系需电量；

发电负荷曲线为电力系统需要的各类电源全年出力曲线，包含本地负荷曲线与送受电力曲线，其算法为：将全社会最大负荷与负荷年曲线乘积得到逐月最大负荷，再将逐月最大负荷与各月负荷典型日曲线乘积得到本地负荷曲线，将本地负荷曲线与送受电力曲线加和得到发电负荷曲线；

2)根据发电负荷曲线及抽水蓄能机组参数计算抽水蓄能机组工作位置及发电量：判断是否存在抽水蓄能机组，若存在，则根据抽水蓄能机组参数逐台确定抽水蓄能机组的工作位置，对工作位置进行数值积分得到抽水电量和发电电量，并根据抽水蓄能机组工作位置修正发电负荷曲线，进入步骤3)；反之直接进入步骤3)；

3)根据步骤2)修正后的发电负荷曲线及核电机组参数计算核电机组工作位置及发电量：判断是否存在核电机组，若存在，则扣除检修机组后全部逐台按照核电机组出力率承担发电负荷曲线中的基荷，对工作位置进行数值积分得到发电量，并根据工作位置扣减更新步骤2)中修正后的发电负荷曲线，进入步骤4)；反之直接进入步骤4)；

4)根据步骤3)更新后的发电负荷曲线及风电机组参数计算风电机组工作位置及发电量：判断是否存在风电机组，若存在，则全部风电机组按照机组保证出力率承担发电负荷曲线中的基荷，对工作位置进行数值积分得到发电量，并根据工作位置扣减更新步骤3)中更新后的发电负荷曲线，进入步骤5)；反之直接进入步骤5)；

5)根据步骤4)更新后的发电负荷曲线及水电机组参数计算水电机组工作位置及发电量：判断是否存在水电机组，若存在，则按照水电机组调峰性能对水电机组进行排序，根据水电机组参数逐电站扫描确定各自工作位置，并根据水电机组工作位置修正发电负荷曲线，对工作位置进行数值积分计算水电机组发电量和弃水电量，进入步骤6)；反之直接进入步骤6)；

6)根据步骤5)更新后的发电负荷曲线及气电机组参数计算气电机组工作位置及发电量：判断是否存在气电机组，若存在，则扣除检修机组后按照机组调峰性能对气电机组进行排序，根据气电机组工作模式对机组进行分类，并根据气电机组参数逐机组扫描确定各自工作位置，优先计算启停模式机组工作位置和发电量，其次计算联合模式机组工作位置和发电量，并根据气电工作位置修正发电负荷曲线，对工作位置进行数值积分计算气电发电量，进入步骤7)；反之直接进入步骤7)；

7)根据步骤6)更新后的发电负荷曲线及系需旋转备用容量进行逐月火电机组检修容量：计算逐月火电需要容量初值并将其从大到小排序，依次设定火电需要极值为各火电需要容量初值，直到火电检修空间小于火电检修面积，更新火电需要极值，计算逐月火电检修容量，以火电机组逐台对逐月火电检修容量凑整计算并更新逐月火电检修容量，同时更新火电需要容量初值，进入步骤8)；

8)根据步骤6)更新后的发电负荷曲线及步骤7)得到的逐月火电机组检修容量计算火电机组工作位置及发电量：扣除步骤7)计算的检修机组后按照火电机组调峰性能对火电机组进行排序，根据火电机组参数逐机组扫描确定各自工作位置，若出现调峰不足且存在水电基荷，则置换水电基荷为火电基荷并计算弃水电量，并根据火电机组工作位置修正发电负荷曲线，直至完成全部发电负荷曲线工作位置计算和停机备用容量计算或完成全部火电机组工作位置计算。

2.如权利要求1所述的一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述抽水蓄能机组工作位置计算方法如下：

2.1)存在抽水蓄能机组时，扣除检修机组后按照抽水蓄能机组调峰性能从大到小对抽水蓄能机组进行排序，扣除检修机组后若仍然存在抽水蓄能机组则进入步骤2.2)；

2.2)初始化扫描高度为该抽水蓄能机组容量，自上而下扫描发电负荷曲线，判断扫描区域与发电负荷曲线重合部分的扫描面积是否与抽水蓄能机组库容相等，若相等则记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为抽水蓄能机组工作位置；若扫描面积与抽水蓄能机组库容不相等，则进入步骤2.3)；

2.3)将扫描区间置于发电负荷曲线底部，记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为抽水蓄能机组工作位置，重合面积为抽水与发电电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，将空闲容量作为该抽水蓄能机组旋转备用容量，并扣减更新系需旋转备用容量，扣减该机组后返回步骤2.1)。

3.如权利要求1所述的一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述水电机组工作位置计算方法如下：

5.1)若存在水电机组，根据水电机组强迫出力承担发电负荷曲线中的基荷，判断其平均出力是否大于强迫出力，若平均出力大于强迫出力，则进入步骤5.2)；否则，水电工作位置即为强迫出力，数值积分计算并更新水电发电量，并更新发电负荷曲线，进入步骤5.4)；

5.2)初始化扫描高度为该水电机组预想出力，自上而下扫描发电负荷曲线，判断扫描区域与发电负荷曲线重合部分的扫描面积是否与平均出力的24倍相等，若相等则记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为水电机组工作位置，更新发电负荷曲线，进入步骤5.4)；反之进入步骤5.3)；

5.3)将扫描区间置于发电负荷曲线底部，记录扫描区域与发电负荷曲线重合部分的高度为水电机组工作位置，重合面积为水电发电量，平均出力的24倍与重合面积之差为弃水电量，同时在发电负荷曲线基础上扣减该工作位置并更新发电负荷曲线，进行步骤5.4)；

5.4)判断该水电机组空闲容量是否小于系需旋转备用容量，若小于，则将空闲容量承担水电旋转备用容量，并扣减更新系需旋转备用容量，扣减该机组后返回步骤5.1)；反之则直接扣减该水电机组后重复步骤5.1)。

4.如权利要求1所述的一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于：所述步骤6)中，所述气电机组工作位置计算方法如下：

6.1)若存在启停模式气电机组，气电机组可用容量为气电机组容量与受阻容量之差，判断可用容量是否小于发电负荷曲线峰荷，若小于则进行步骤6.2)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；若不存在启停模式气电机组则直接进行步骤6.4)；

6.2)初始化扫描高度为可用容量，自上而下扫描发电负荷曲线的峰荷，判断气电机组最小技术出力是否小于发电负荷曲线的峰荷，若小于则进行步骤6.3)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；

6.3)将可用容量与发电负荷曲线的峰荷二者中的最小值记为气电机组工作位置，将空闲容量作为该气电机组旋转备用容量，并扣减更新系需旋转备用容量，数值积分计算并更新气电发电量，扣减该气电机组后进行步骤6.4)；

6.4)在发电负荷曲线基础上扣减气电工作位置并更新发电负荷曲线，判断是否存在联合模式气电机组，若存在，则进行步骤6.5)；否则扣减该机组后重复本步骤；若不存在联合模式气电机组，则进行步骤7)；

6.5)气电机组可用容量为气电机组容量与受阻容量之差，判断该气电机组最小技术出力是否小于发电负荷曲线的基荷，若小于则进行步骤6.6)；否则扣减该气电机组后进行步骤6.4)；

6.6)判断气电机组可用容量与该气电机组最小技术出力之差是否小于发电负荷曲线的峰荷，若小于，将气电机组可用容量与该气电机组最小技术出力之差记为该气电机组承担的峰荷；否则，该气电机组承担的峰荷为发电负荷曲线的全部峰荷，将空闲容量作为该气电机组旋转备用容量；对工作位置进行数值积分计算更新气电发电量，更新系需旋转备用容量，根据工作位置扣减更新步骤6.4)中修正后的发电负荷曲线，扣减该气电机组返回步骤6.4)。

5.如权利要求1所述的一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于：所述步骤7)中，所述火电机组检修容量计算方法如下：

7.1)将步骤6)更新后的发电负荷曲线及系需旋转备用容量分别作为火电工作初值和火电旋转备用初值，将步骤1)中的停机备用容量作为火电停机备用初值，将火电工作初值、火电旋转备用初值和火电停机备用初值加和得到火电需要容量初值，对逐月火电需要容量初值从大到小排序，进行步骤7.2)；

7.2)初始化火电需要极值为火电需要初值的第i个值，i为逐月火电需要初值从大到小排序的编号，初始化i＝1；计算火电需要极值的(13-i)倍与编号i以后的火电需要初值之和的差值为火电检修空间；判断火电检修空间是否小于火电检修面积，若不小于则增加i，直到找到第i个火电需要初值使得火电检修空间小于火电检修面积；

7.3)计算步骤7.2)得到的火电检修面积与火电检修空间之差的1/(13-i)倍，与第i个火电需要初值加和后得到火电需要极值并将初始值更新，逐月火电检修容量为火电需要极值与当月火电需要初值之差；以火电机组逐台对逐月火电检修容量凑整安排并更新逐月火电检修容量，与步骤7.1)中得到的火电需要初值加和后更新火电需要初值，进入步骤8)。

6.如权利要求1所述的一种逐机组逐月电力电量平衡计算方法，其特征在于：所述步骤8)中，所述火电机组工作位置计算方法如下：

8.1)若存在火电机组，则进行步骤8.2)；否则，计算步骤7)得到的火电需要初值与火电检修、火电旋转备用容量、火电停机备用容量和火电工作之差为电力缺口，根据火电工作位置数值积分计算并更新火电发电量，计算步骤1)中的系需电量与步骤2)至步骤8)中各类电源发电量之和的差值为电量不足，完成计算；

8.2)计算火电机组可用容量为火电机组容量与受阻容量之差，判断该火电机组的最小技术出力是否小于步骤6)更新后的发电负荷曲线的基荷，若小于，进入步骤8.3)；否则，判断步骤8)中的水电基荷是否大于0；若大于0，将该火电机组的基荷置换为步骤8)中的水电基荷，将火电工作基荷记为该火电机组的最小技术出力，将该火电机组最小技术出力与发电负荷曲线基荷之差记为调峰不足，同时更新步骤5)中的水电工作位置和水电发电量，根据置换的水电基荷数值积分计算弃水电量；若水电基荷＝0，则火电工作基荷为发电负荷曲线的基荷，将该火电机组最小技术出力与发电负荷曲线基荷之差记为调峰不足；进入步骤8.3)；

8.3)判断火电机组可用容量与该火电机组最小技术出力之差是否小于步骤7)中的发电负荷曲线的峰荷与火电旋转备用容量之和，若小于，进行步骤8.4)；否则，该火电机组工作的基荷为该火电机组可用容量与发电负荷曲线基荷二者的最小值，空闲容量承担火电旋转备用容量，进入步骤8.5)；

8.4)判断火电旋转备用初值是否大于0，若大于0，该火电机组工作的基荷为最小技术出力，可用容量与最小技术出力之差承担火电旋转备用容量，进入步骤8.5)；否则，该火电机组工作的基荷为最小技术出力，可用容量与最小技术出力之差承担发电负荷曲线的峰荷，进入步骤8.5)；

8.5)扣减该火电机组，更新火电机组工作位置和火电旋转备用初值，根据火电机组工作位置扣减更新发电负荷曲线，判断发电负荷曲线是否为0，若为0，进入步骤8.6)；否则，返回步骤8.1)；

8.6)判断系需停机备用容量是否大于火电停机备用容量，若大于，该火电机组容量承担火电停机备用容量，更新火电停机备用容量，扣除该火电机组后返回步骤8.1)；否则，计算剩余火电机组容量之和为火电空闲容量，根据火电工作位置数值积分计算火电发电量，计算火电空闲容量与气电空闲容量之和为电力盈余，计算结束。