CN105225070B - 节能发电调度计划方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种节能发电调度计划方法及系统，根据计划时间及检修时间，确定可运行时间，并根据煤耗确定机组的排序指数；根据最大出力、最小出力、可运行时间、厂用电率、预测上网电量、负荷率差异调控系数及排序指数确定机组的调峰系数；根据最大出力、最小出力、可运行时间及调峰系数确定在计划时间内的发电量，根据发电量及厂用电率确定在计划时间内的上网电量，根据发电量、装机容量及可运行时间确定在计划时间内的负荷率。由于最大出力、最小出力为各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，考虑了供热机组参与调峰，兼顾节能发电调度要求与电力系统调峰要求，通过该节能发电调度计划方法及系统得到的节能发电调度计划具有较强的实用性。

Description

节能发电调度计划方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统调度运行领域，尤其涉及一种节能发电调度计划方法及系统。

背景技术

能源短缺是21世纪的重大问题。我国电力系统以煤电为主，发电企业消耗大量一次能源。为了缓解能源问题，实现可持续发展，电力行业采取了一系列措施：其一，2007年国家推出《节能发电调度办法(试行)》，在一些省份开展了节能发电调度试点，煤耗低的机组优先发电；其二，投运热电联产机组(以下简称供热机组)，提升能源综合利用效率，部分省份供热机组占比已超过50％；其三，鼓励建设风电等可再生能源，目前我国风电装机容量位居世界第一，风电占负荷比例屡创新高。

上述系列措施有效缓解能源短缺，同时也为电力系统调度运行带来新的挑战，主要体现在调峰方面。传统地，供热机组因以热定电运行方式的限制，一般不参与调峰。风电具有反调峰的特性。随着风电大量接入，使系统调峰愈加困难，对电力系统安全运行带来挑战。

发明内容

基于此，有必要提供一种考虑供热机组参与调峰的节能发电调度计划方法及系统。

一种节能发电调度计划方法，包括步骤：

获取计划时间及机组的负荷率差异调控系数，其中，所述机组包括非供热机组及供热机组；

获取所述计划时间内各机组的装机容量、检修时间、厂用电率，各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，及全网在所述计划时间内的预测上网电量；

根据所述计划时间及所述检修时间，确定可运行时间，获取所述计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，并根据所述煤耗确定所述机组的排序指数；

根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间、所述厂用电率、所述预测上网电量、所述负荷率差异调控系数及所述排序指数确定所述机组的调峰系数；

根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间及所述调峰系数确定在所述计划时间内的发电量，根据所述发电量及所述厂用电率确定在所述计划时间内的上网电量，根据所述发电量、所述装机容量及所述可运行时间确定在所述计划时间内的负荷率。

一种节能发电调度计划系统，包括：

第一参数获取模块，用于获取计划时间及机组的负荷率差异调控系数；其中，所述机组包括非供热机组及供热机组；

第二参数获取模块，用于获取所述计划时间内各机组的装机容量、检修时间、厂用电率，各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，及全网在所述计划时间内的预测上网电量；

时间指数确定模块，用于根据所述计划时间及所述检修时间，确定可运行时间，获取所述计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，并根据所述煤耗确定所述机组的排序指数；

调峰系数确定模块，用于根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间、所述厂用电率、所述预测上网电量、所述负荷率差异调控系数及所述排序指数确定所述机组的调峰系数；

调度计划确定模块，用于根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间及所述调峰系数确定在所述计划时间内的发电量，根据所述发电量及所述厂用电率确定在所述计划时间内的上网电量，根据所述发电量、所述装机容量及所述可运行时间确定在所述计划时间内的负荷率。

上述节能发电调度计划方法及系统，根据计划时间及检修时间，确定可运行时间，并根据煤耗确定机组的排序指数；根据最大出力、最小出力、可运行时间、厂用电率、预测上网电量、负荷率差异调控系数及排序指数确定机组的调峰系数；根据最大出力、最小出力、可运行时间及调峰系数确定在计划时间内的发电量，根据发电量及厂用电率确定在计划时间内的上网电量，根据发电量、装机容量及可运行时间确定在计划时间内的负荷率。通过计划时间内的发电量、上网电量及负荷率来体现节能发电调度计划。由于最大出力、最小出力为各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，考虑了供热机组参与调峰，兼顾节能发电调度要求与电力系统调峰要求，通过该节能发电调度计划方法得到的节能发电调度计划具有较强的实用性。同时，由于相关参数容易获取，其实现难度小。

附图说明

图1为一种实施方式的节能发电调度计划方法的流程图；

图2为一种实施方式的节能发电调度计划系统的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种实施方式的节能发电调度计划方法，包括步骤：

S110：获取计划时间及机组的负荷率差异调控系数。其中，所述机组包括非供热机组及供热机组。

计划时间可以是次日、次月。在本实施例中，计划时间的具体量为时长，可以用T₀表示，其单位为小时。

在本实施例中，负荷率差异调控系数由人工给定；可以用K表示，K>0。K的值越大机组间负荷率差异越小。

S130：获取所述计划时间内各机组的装机容量、检修时间、厂用电率，各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，及全网在所述计划时间内的预测上网电量。

具体地，计划时间内第i台机组的装机容量可以用C_i表示，单位为兆瓦(MW)。计划时间内第i台机组的检修时间可以用m_i表示，单位为小时。计划时间内第i台机组的厂用电率可以用s_i表示，无单位。计划时间内第i台非供热机组或供热机组供热后的最大出力、最小出力可以分别用和表示，单位均为兆瓦。全网在计划时间内的预测上网电量可以用Q表示，单位为兆瓦时(MWh)。

S150：根据所述计划时间及所述检修时间，确定可运行时间，获取所述计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，并根据所述煤耗确定所述机组的排序指数。

可运行时间为机组在计划时间内的可运行时长，可以用t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，单位为小时。

计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，具体为发电煤耗还是供电煤耗可根据机组具体用于发电或供电的实际情况来确定，可以用d_i表示第i台机组的煤耗，单位为克每千瓦时(g/kWh)。

在节能发电调度计划中，各机组分配的电量可以分为基本负荷与调峰负荷两部分。基本负荷等于机组最小发电能力对应的电量，调峰负荷与排序指数相关。

S170：根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间、所述厂用电率、所述预测上网电量、所述负荷率差异调控系数及所述排序指数确定所述机组的调峰系数。

第i台所述机组的所述调峰系数可以用α_i表示，α_i＝0表示运行在该机组最小出力，α_i＝1表示运行在该机组最大出力。因此，调峰系数可以反应机组的调节能力。供热机组与非供热机组按照其调节能力等比例参与调峰。

S190：根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间及所述调峰系数确定在所述计划时间内的发电量，根据所述发电量及所述厂用电率确定在所述计划时间内的上网电量，根据所述发电量、所述装机容量及所述可运行时间确定在所述计划时间内的负荷率。

在本实施例中，通过计划时间内的发电量、上网电量及负荷率来体现节能发电调度计划。

上述节能发电调度计划方法，根据计划时间及检修时间，确定可运行时间，并根据煤耗确定机组的排序指数；根据最大出力、最小出力、可运行时间、厂用电率、预测上网电量、负荷率差异调控系数及排序指数确定机组的调峰系数；根据最大出力、最小出力、可运行时间及调峰系数确定在计划时间内的发电量，根据发电量及厂用电率确定在计划时间内的上网电量，根据发电量、装机容量及可运行时间确定在计划时间内的负荷率。通过计划时间内的发电量、上网电量及负荷率来体现节能发电调度计划。由于最大出力、最小出力为各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，考虑了供热机组参与调峰，兼顾节能发电调度要求与电力系统调峰要求，通过该节能发电调度计划方法得到的节能发电调度计划具有较强的实用性。同时，由于相关参数容易获取，其实现难度小。

在其中一个实施例中，所述可运行时间的确定公式为：

t_i＝T₀-m_i

其中，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，T₀表示所述计划时间，m_i表示第i台所述机组的所述检修时间。

所述排序指数的确定公式为：

其中，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，d_i表示第i台所述机组的所述煤耗，为所有所述机组的最小煤耗。

在其中一个实施例中，所述调峰系数的确定公式为：

其中，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，R₀＝0，K表示所述负荷率差异调控系数，表示第i台所述机组的所述最大出力，表示第i台所述机组的所述最小出力，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率，Q表示所述预测上网电量，A和B为两个中间变量。

上述调峰系数的确定公式可以根据计划时间内第i台机组的发电量的表达式、电量平衡表达式及机组的调峰系数与排序指标需要满足的关系式推导得到。

其中，计划时间内第i台机组的发电量的表达式为：

电量平衡表达式为：

机组的调峰系数与排序指标需要满足的关系式为：

R_i-R₀＝K(α₀-α_i)

R₀是全网最小排序指数，由排序指数的确定公式，可知R₀＝0。

在其中一个实施例中，所述发电量的确定公式为：

其中，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，表示第i台所述机组的所述最大出力，表示第i台所述机组的所述最小出力，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。

在其中一个实施例中，所述上网电量的确定公式为：

E(i)＝E^G(i)×(1-s_i)

其中，E(i)表示第i台所述机组的所述上网电量，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率。

在其中一个实施例中，所述负荷率的确定公式为：

其中，L(i)表示第i台所述机组的所述负荷率，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，C_i表示第i台所述机组的所述装机容量，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。

上述节能发电调度计划方法中，运用到的公式简单，因此，该方法还具有实现效率高的特点。

如图2所示，一种实施方式的节能发电调度计划系统，包括：

第一参数获取模块110，用于获取计划时间及机组的负荷率差异调控系数。其中，所述机组包括非供热机组及供热机组。

计划时间可以是次日、次月。在本实施例中，计划时间的具体量为时长，可以用T₀表示，其单位为小时。

在本实施例中，负荷率差异调控系数由人工给定；可以用K表示，K>0。K的值越大机组间负荷率差异越小。

第二参数获取模块130，用于获取所述计划时间内各机组的装机容量、检修时间、厂用电率，各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，及全网在所述计划时间内的预测上网电量。

具体地，计划时间内第i台机组的装机容量可以用C_i表示，单位为兆瓦(MW)。计划时间内第i台机组的检修时间可以用m_i表示，单位为小时。计划时间内第i台机组的厂用电率可以用s_i表示，无单位。计划时间内第i台非供热机组或供热机组供热后的最大出力、最小出力可以分别用和表示，单位均为兆瓦。全网在计划时间内的预测上网电量可以用Q表示，单位为兆瓦时(MWh)。

时间指数确定模块150，用于根据所述计划时间及所述检修时间，确定可运行时间，获取所述计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，并根据所述煤耗确定所述机组的排序指数。

可运行时间为机组在计划时间内的可运行时长，可以用t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，单位为小时。

计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，具体为发电煤耗还是供电煤耗可根据机组具体用于发电或供电的实际情况来确定，可以用d_i表示第i台机组的煤耗，单位为克每千瓦时(g/kWh)。

在节能发电调度计划中，各机组分配的电量可以分为基本负荷与调峰负荷两部分。基本负荷等于机组最小发电能力对应的电量，调峰负荷与排序指数相关。

调峰系数确定模块170，用于根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间、所述厂用电率、所述预测上网电量、所述负荷率差异调控系数及所述排序指数确定所述机组的调峰系数。

第i台所述机组的所述调峰系数可以用α_i表示，α_i＝0表示运行在该机组最小出力，α_i＝1表示运行在该机组最大出力。因此，调峰系数可以反应机组的调节能力。供热机组与非供热机组按照其调节能力等比例参与调峰。

调度计划确定模块190，用于根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间及所述调峰系数确定在所述计划时间内的发电量，根据所述发电量及所述厂用电率确定在所述计划时间内的上网电量，根据所述发电量、所述装机容量及所述可运行时间确定在所述计划时间内的负荷率。

在本实施例中，通过计划时间内的发电量、上网电量及负荷率来体现节能发电调度计划。

上述节能发电调度计划系统，时间指数确定模块150根据计划时间及检修时间，确定可运行时间，并根据煤耗确定机组的排序指数；调峰系数确定模块170根据最大出力、最小出力、可运行时间、厂用电率、预测上网电量、负荷率差异调控系数及排序指数确定机组的调峰系数；调度计划确定模块190根据最大出力、最小出力、可运行时间及调峰系数确定在计划时间内的发电量，根据发电量及厂用电率确定在计划时间内的上网电量，根据发电量、装机容量及可运行时间确定在计划时间内的负荷率。通过计划时间内的发电量、上网电量及负荷率来体现节能发电调度计划。由于最大出力、最小出力为各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，考虑了供热机组参与调峰，兼顾节能发电调度要求与电力系统调峰要求，通过该节能发电调度计划系统得到的节能发电调度计划具有较强的实用性。同时，由于相关参数容易获取，其实现难度小。

在其中一个实施例中，所述可运行时间的确定公式为：

t_i＝T₀-m_i

其中，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，T₀表示所述计划时间，m_i表示第i台所述机组的所述检修时间。

所述排序指数的确定公式为：

其中，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，d_i表示第i台所述机组的所述煤耗，为所有所述机组的最小煤耗。

在其中一个实施例中，所述调峰系数的确定公式为：

其中，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，R₀＝0，K表示所述负荷率差异调控系数，表示第i台所述机组的所述最大出力，表示第i台所述机组的所述最小出力，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率，Q表示所述预测上网电量，A和B为两个中间变量。

上述调峰系数的确定公式可以根据计划时间内第i台机组的发电量的表达式、电量平衡表达式及机组的调峰系数与排序指标需要满足的关系式推导得到。

其中，计划时间内第i台机组的发电量的表达式为：

电量平衡表达式为：

机组的调峰系数与排序指标需要满足的关系式为：

R_i-R₀＝K(α₀-α_i)

R₀是全网最小排序指数，由排序指数的确定公式，可知R₀＝0。

在其中一个实施例中，所述发电量的确定公式为：

其中，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，表示第i台所述机组的所述最大出力，表示第i台所述机组的所述最小出力，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。

在其中一个实施例中，所述上网电量的确定公式为：

E(i)＝E^G(i)×(1-s_i)

其中，E(i)表示第i台所述机组的所述上网电量，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率。

在其中一个实施例中，所述负荷率的确定公式为：

其中，L(i)表示第i台所述机组的所述负荷率，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，C_i表示第i台所述机组的所述装机容量，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。

上述节能发电调度计划系统中，运用到的公式简单，因此，该系统还具有实现效率高的特点。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种节能发电调度计划方法，其特征在于，包括步骤：

获取计划时间及机组的负荷率差异调控系数，其中，所述机组包括非供热机组及供热机组；

获取所述计划时间内各机组的装机容量、检修时间、厂用电率，各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，及全网在所述计划时间内的预测上网电量；

根据所述计划时间及所述检修时间，确定可运行时间，获取所述计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，并根据所述煤耗确定所述机组的排序指数；

根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间、所述厂用电率、所述预测上网电量、所述负荷率差异调控系数及所述排序指数确定所述机组的调峰系数；

根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间及所述调峰系数确定在所述计划时间内的发电量，根据所述发电量及所述厂用电率确定在所述计划时间内的上网电量，根据所述发电量、所述装机容量及所述可运行时间确定在所述计划时间内的负荷率；

所述调峰系数的确定公式为：

其中，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，R₀＝0，K表示所述负荷率差异调控系数，P_i ^max表示第i台所述机组的所述最大出力，P_i ^min表示第i台所述机组的所述最小出力，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率，Q表示所述预测上网电量，A和B为两个中间变量。

2.根据权利要求1所述的节能发电调度计划方法，其特征在于，所述可运行时间的确定公式为：

t_i＝T₀-m_i

其中，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，T₀表示所述计划时间，m_i表示第i台所述机组的所述检修时间；

所述排序指数的确定公式为：

其中，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，d_i表示第i台所述机组的所述煤耗，为所有所述机组的最小煤耗。

3.根据权利要求1所述的节能发电调度计划方法，其特征在于，所述发电量的确定公式为：

E^G(i)＝[P_i ^min×(1-α_i)+P_i ^max×α_i]×t_i

其中，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，P_i ^max表示第i台所述机组的所述最大出力，P_i ^min表示第i台所述机组的所述最小出力，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。

4.根据权利要求3所述的节能发电调度计划方法，其特征在于，所述上网电量的确定公式为：

E(i)＝E^G(i)×(1-s_i)

其中，E(i)表示第i台所述机组的所述上网电量，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率。

5.根据权利要求3所述的节能发电调度计划方法，其特征在于，所述负荷率的确定公式为：

其中，L(i)表示第i台所述机组的所述负荷率，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，C_i表示第i台所述机组的所述装机容量，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。

6.一种节能发电调度计划系统，其特征在于，包括：

第一参数获取模块，用于获取计划时间及机组的负荷率差异调控系数；其中，所述机组包括非供热机组及供热机组；

第二参数获取模块，用于获取所述计划时间内各机组的装机容量、检修时间、厂用电率，各非供热机组及供热机组供热后的最大出力、最小出力，及全网在所述计划时间内的预测上网电量；

时间指数确定模块，用于根据所述计划时间及所述检修时间，确定可运行时间，获取所述计划时间内各机组的发电或供电的煤耗，并根据所述煤耗确定所述机组的排序指数；

调峰系数确定模块，用于根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间、所述厂用电率、所述预测上网电量、所述负荷率差异调控系数及所述排序指数确定所述机组的调峰系数；

调度计划确定模块，用于根据所述最大出力、所述最小出力、所述可运行时间及所述调峰系数确定在所述计划时间内的发电量，根据所述发电量及所述厂用电率确定在所述计划时间内的上网电量，根据所述发电量、所述装机容量及所述可运行时间确定在所述计划时间内的负荷率；

所述调峰系数的确定公式为：

其中，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，R₀＝0，K表示所述负荷率差异调控系数，P_i ^max表示第i台所述机组的所述最大出力，P_i ^min表示第i台所述机组的所述最小出力，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率，Q表示所述预测上网电量，A和B为两个中间变量。

7.根据权利要求6所述的节能发电调度计划系统，其特征在于，所述可运行时间的确定公式为：

t_i＝T₀-m_i

其中，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间，T₀表示所述计划时间，m_i表示第i台所述机组的所述检修时间；

所述排序指数的确定公式为：

其中，R_i表示第i台所述机组的所述排序指数，d_i表示第i台所述机组的所述煤耗，为所有所述机组的最小煤耗。

8.根据权利要求6所述的节能发电调度计划系统，其特征在于，所述发电量的确定公式为：

E^G(i)＝[P_i ^min×(1-α_i)+P_i ^max×α_i]×t_i

其中，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，P_i ^max表示第i台所述机组的所述最大出力，P_i ^min表示第i台所述机组的所述最小出力，α_i为第i台所述机组的所述调峰系数，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间；

所述上网电量的确定公式为：

E(i)＝E^G(i)×(1-s_i)

其中，E(i)表示第i台所述机组的所述上网电量，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，s_i表示第i台所述机组的所述厂用电率；

所述负荷率的确定公式为：

其中，L(i)表示第i台所述机组的所述负荷率，E^G(i)表示第i台所述机组的所述发电量，C_i表示第i台所述机组的所述装机容量，t_i表示第i台所述机组的所述可运行时间。