CN108062596B - 热电联产机组电力生产调度方法和系统 - Google Patents

热电联产机组电力生产调度方法和系统 Download PDF

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CN108062596B CN201711218683.8A CN201711218683A CN108062596B CN 108062596 B CN108062596 B CN 108062596B CN 201711218683 A CN201711218683 A CN 201711218683A CN 108062596 B CN108062596 B CN 108062596B
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Abstract

本发明涉及一种热电联产机组电力生产调度方法和系统，上述方法和系统在根据热电联产机组的运行数据获取的第一区域为非凸性运行特性区域时，通过对第一区域分割成凸性运行特性区域的第二区域，确定第二区域的线性表出表达式和设置位置状态参量，从而建立第一区域的功率参数模型，并根据第一区域的功率参数模型进行热电联产机组的电力生产进行优化计算，按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，使得在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。

Description

热电联产机组电力生产调度方法和系统
技术领域
本发明涉及电力生产技术领域，特别是涉及热电联产机组电力生产调度方法和系统。
背景技术
热电联产发展迅速，热电联产机组在我国电力系统调度运行中的影响越来越大，需要热电联产机组进行电力生产调度的优化。电力生产调度需要根据热电联产机组的运行数据及其运行特性区域进行求解，运行特性区域是由热电联产机组的运行数据中的特征运行点依次连接得到的运行特性曲线所围成，特征运行点由热电联产机组的发电功率和供热功率组成。
一般情况下，在进行电力生产调度的优化时，广泛使用的优化调度方法和商用生产优化软件包只能针对凸性运行特性区域进行优化。
尽管绝大部分热电联产机组的运行特性区域为凸性运行特性区域，但是在我国仍然有大量热电联产机组的运行特性区域是非凸性运行特性区域。优化调度方法和商用生产优化软件包对非凸性运行特性区域的优化不兼容，进而提高热电联产的优化难度，无法求解电力生产调度计划。
因此，热电联产机组运行数据对应的运行特性区域为非凸性运行特性区域时，无法求解电力生产调度计划。
发明内容
基于此，有必要针对热电联产机组运行数据对应的特性区域为非凸性运行特性区域时，无法求解电力生产调度计划的问题，提供一种热电联产机组电力生产调度方法和系统。
一种热电联产机组电力生产调度方法，包括以下步骤：
获取热电联产机组的运行数据；
根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域；
在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，第二区域为分割后的凸性运行特性区域；
确定第二区域的线性表出表达式；
根据第二区域设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量，其中，位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域；
根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型；
根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果；
根据优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
上述热电联产机组生产调度方法，在根据热电联产机组的运行数据获取的第一区域为非凸性运行特性区域时，通过对第一区域分割成凸性运行特性区域的第二区域，确定第二区域的线性表出表达式和设置位置状态参量，从而建立第一区域的功率参数模型，并根据第一区域的功率参数模型进行热电联产机组的电力生产进行优化计算，按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，使得在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
在其中一个实施例中，根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域的步骤，还包括以下步骤：
根据运行数据获取热电联产机组的特征运行点；
将特征运行点依次用直线连接，获取运行特性曲线；
将运行特性曲线所围成的区域作为第一区域。
在其中一个实施例中，确定第二区域的线性表出表达式的步骤，包括以下步骤：
根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点；
根据第二区域的特征运行点对第二区域进行线性表出，获取第二区域的线性表出表达式。
在其中一个实施例中，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域的步骤，包括以下步骤：
根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，其中，目标直线包括经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线，非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点；
将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域。
在其中一个实施例中，根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点的步骤，包括以下步骤：
确定分割第一区域后新增的特征运行点；
根据热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点确定各第二区域的特征运行点。
在其中一个实施例中，设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量的步骤，包括以下步骤：
确定第一区域内任意一运行点所处的第二区域为特征第二区域；
将该运行点在特征第二区域的位置状态参量设置为数值1，且将该运行点在其余第二区域的位置状态参量设置为数值0，其中，位置状态参量λj满足以下关系式：
Figure BDA0001486025080000031
j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，M为第二区域的个数，M和j是正整数。
在其中一个实施例中，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型的步骤，包括以下步骤：
将位置状态参量与第二区域的线性表出表达式构建第一区域的功率参数模型，其中，第一区域的功率参数模型满足如下关系式：
Figure BDA0001486025080000041
Figure BDA0001486025080000042
和
Figure BDA0001486025080000043
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure BDA0001486025080000044
为第一区域的运行点，N为第一区域的特征运行点的个数，M为第二区域的个数，第一区域的特征运行点包括热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点，j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，i是第一区域的特征运行点的序号，αi,j为第j个第二区域及第i个第一区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第一区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N、M、i和j是正整数。
一种热电联产机组电力生产调度系统，包括以下模块：
运行数据获取模块，用于获取热电联产机组的运行数据；
第一区域获取模块，用于根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域；
第二区域分割模块，用于在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，第二区域为分割后的凸性运行特性区域；
第二区域线性表出模块，用于确定第二区域的线性表出表达式；
位置状态参量设置模块，用于根据第二区域设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量，其中，位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域；
功率参数模型获取模块，用于根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型；
电力生产优化模块，用于根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果；
电力生产调度模块，用于根据优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
上述热电联产机组电力生产调度系统，在根据热电联产机组的运行数据获取的第一区域为非凸性运行特性区域时，通过对第一区域分割成凸性运行特性区域的第二区域，确定第二区域的线性表出表达式和设置位置状态参量，从而建立第一区域的功率参数模型，并根据第一区域的功率参数模型进行热电联产机组的电力生产进行优化计算，按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，使得在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述热电联产机组电力生产调度方法。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述热电联产机组电力生产调度方法。
附图说明
图1为其中一个实施例的热电联产机组电力生产调度方法的流程示意图；
图2为其中一个实施例的第一区域的结构图；
图3为其中一个实施例的热电联产机组电力生产调度系统的结构图；
图4为一个具体实施例的热电联产机组电力生产调度方法的流程示意图。
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。
请参阅图1，图1为本发明的其中一个实施例的热电联产机组电力生产调度方法的流程示意图。该实施例中的热电联产机组电力生产调度方法，包括以下步骤：
步骤S110，获取热电联产机组的运行数据。
本步骤中，获取热电联产机组的运行数据，热电联产机组的运行数据包括获取热电联产机组的发电功率和供热功率。
步骤S120，根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域。
本步骤中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域，第一区域位于热电联产机组的运行特性曲线所包围的区域内，第一区域可以根据热电联产机组的运行特性曲线获取，热电联产机组的运行特性曲线可以根据运行数据的发电功率和供热功率确定，因此可以根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域。运行特性区域内的点为运行特性区域的运行点，运行特性区域内的任意运行点代表了热电联产机组在运行中的发电功率和供热功率。
步骤S130，在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，第二区域为分割后的凸性运行特性区域。
本步骤中，在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成多个凸性运行特性区域，多个凸性运行特性区域之间无重叠区域，多个凸性运行特性区域的并集等效于第一区域，将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域。第一区域与多个第二区域之间的关系满足：
Figure BDA0001486025080000061
其中，I为第一区域，I1,I2,…,IM分别为分割后获得的第1，2，…，M个第二区域，Im为第m个第二区域，In为第n个第二区域。
一般地，可使用直线对第一区域进行分割。例如可以将第一区域分成多个三角形形状的凸性运行特性区域，也可以使用平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线将第一区域分成多边形形状的凸性运行特性区域。
步骤S140，确定第二区域的线性表出表达式。
本步骤中，确定分割后获取的第二区域的线性表出表达式。第二区域是凸性运行特性区域，可以根据凸性运行特性区域的边界点将第二区域进行线性表出，并获取第二区域的线性表出表达式。
步骤S150，根据第二区域设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量，其中，位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域。
本步骤中，设置位置状态参量λ，形成一组位置状态参量{λ1,λ2,…,λj,…,λM}，其中，λ1，λ2，λj和λM分别为第1，2，j和M个第二区域对应位置状态参量，M为第二区域的个数，且位置状态参量λj为数值0或数值1。位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域，当一运行点的一组位置状态参量中的λk为数值1时，则表示该运行点位于第k个第二区域，而且一组位置状态参量中仅设置一个数值为1的位置状态参量，用于区分运行点所属的第二区域，k为小于M的正整数。
步骤S160，根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型。
本步骤中，根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式建立第一区域的功率参数模型。第一区域的功率参数模型用于后续步骤进行的热电联产机组的电力生产的优化计算。
步骤S170，根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果。
本步骤中，根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果。将第一区域的功率参数模型放入电力生产优化调度方法中进行优化计算和求解，获得电力生产的优化结果。目前广泛使用的对电力生产进行优化的计算产品还有商业生产优化软件包，商业生产优化软件包同样也需要根据第一区域的功率参数模型对电力生产进行优化计算和求解。
步骤S180，根据优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
本步骤中，按照优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，发电厂根据优化结果进行调度，完成电力生产。其中，调度是为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。
本实施例中，获取热电联产机组的运行数据；根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域；在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，第二区域为分割后的凸性运行特性区域；确定第二区域的线性表出表达式；根据第二区域设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量，其中，位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域；根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型；根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果；根据优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
在此方案中，在根据热电联产机组的运行数据获取的第一区域为非凸性运行特性区域时，通过对第一区域分割成凸性运行特性区域的第二区域，确定第二区域的线性表出表达式和设置位置状态参量，从而建立第一区域的功率参数模型，并根据第一区域的功率参数模型进行热电联产机组的电力生产进行优化计算，按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，使得在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
在其中一个实施例中，根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域的步骤，还包括以下步骤：根据运行数据获取热电联产机组的特征运行点；将特征运行点依次用直线连接，获取运行特性曲线；将运行特性曲线所围成的区域作为第一区域。
特征运行点为运行特性区域的边界点。根据运行数据可以获取热电联产机组的运行点，并根据热电联产机组的运行点确定热电联产机组的特征运行点。特征运行点可以是从热电联产机组的运行点中确定。
将热电联产机组的特征运行点依次用直线连接，获取热电联产机组的运行特性曲线，热电联产机组的运行特性曲线所围成的区域是热电联产机组的运行特性区域，将热电联产机组的运行特性曲线所围成的区域作为第一区域。
上述热电联产机组电力生产调度方法，根据运行数据获取热电联产机组的特征运行点，将特征运行点依次用直线连接，获取运行特性曲线，将运行特性曲线所围成的区域作为第一区域；根据运行数据中获取的特征运行点获取运行特性曲线，并确定第一区域，方便快捷地确定第一区域。
在其中一个实施例中，确定第二区域的线性表出表达式的步骤，包括以下步骤：根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点；根据第二区域的特征运行点对第二区域进行线性表出，获取第二区域的线性表出表达式。
特征运行点为运行特性区域的边界点，可用于进行线性表出的运行点。当运行特性区域是多边形区域时，可将多边形区域的顶点对应运行特性区域的运行点作为特征运行点，该特征运行点可用于进行对运行特性区域线性表出。
按照线性代数基本原理，可知对于第二区域内任意运行点
Figure BDA0001486025080000095
存在一组非负系数{α1,α2,…,αN}，使得该运行点可用该第二区域的特征运行点进行线性表出，且该组非负系数满足系数之和为1。上述关系可表示为：
Figure BDA0001486025080000091
其中，
Figure BDA0001486025080000092
和
Figure BDA0001486025080000093
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure BDA0001486025080000094
为第二区域的运行点，N为第二区域的特征运行点的个数，i是第二区域的特征运行点的序号，αi为第i个第二区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第二区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N和i是正整数。
上述热电联产机组电力生产调度表出方法，根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点，根据第二区域的特征运行点对第二区域进行线性表出，获取第二区域的线性表出表达式；根据第二区域的特征运行点获取第二区域的线性表出表达式的计算流程简单且计算量小。
在其中一个实施例中，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域的步骤，包括以下步骤：根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，其中，目标直线包括经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线，非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点；将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域。
非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点。经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴获得的目标直线，目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域。
上述热电联产机组电力生产调度方法，根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，其中，目标直线包括经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线，非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点，将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域；通过简单的目标直线将第一区域分割成凸性运行特性区域，能够快速简便地获取无重叠区域的第二区域，也减少后续第一区域的功率参数模型构建过程的运算。
例如，请参见图2，第一区域I的形状为五边形BACDE，特征运行点C为第一区域的非凸性拐点，目标直线l经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴，将第一区域分割为两个多个无重叠区域的凸性运行特性区域，即I1和I2。
在其中一个实施例中，根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点的步骤，包括以下步骤：确定分割第一区域后新增的特征运行点；根据热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点确定各第二区域的特征运行点。
上述热电联产机组电力生产调度方法，确定分割第一区域后新增的特征运行点，根据热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点确定各第二区域的特征运行点；由于第二区域经过目标直线对第一区域分割后获得，因此第二区域中部分的特征运行点包括新增的特征运行点，因此确定新增的特征运行点满足确定第二区域的特征运行点的需要。
例如，请参见图2，目标直线l经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴，将第一区域分割为两个多个无重叠区域的凸性运行特性区域，即I1和I2，第一区域经过分割后获得新增的特征运行点F，第二区域中I1区域的特征运行点分别为特征运行点A、B、C和F，第二区域中I2区域的特征运行点分别为特征运行点C、D、E和F。
在其中一个实施例中，设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量的步骤，包括以下步骤：
确定第一区域内任意一运行点所处的第二区域为特征第二区域；将该运行点在特征第二区域的位置状态参量设置为数值1，且将该运行点在其余第二区域的位置状态参量设置为数值0，其中，位置状态参量λj满足以下关系式：
Figure BDA0001486025080000111
j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，M为第二区域的个数，M和j是正整数。
上述热电联产机组电力生产调度方法，确定第一区域内任意一运行点所处的第二区域为特征第二区域，将该运行点在特征第二区域的位置状态参量设置为数值1，且将该运行点在其余第二区域的位置状态参量设置为数值0；位置状态参量设置的设置方法简单，同时减少后续第一区域的功率参数模型构建过程的运算。
例如，请参见图2，图2中的第一区域I被分割为两个第二区域，即I1和I2，在I2区域中的任意一运行点对应的位置状态参量为{λ1＝0,λ2＝1}。
在其中一个实施例中，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型的步骤，包括以下步骤：将位置状态参量与第二区域的线性表出表达式构建第一区域的功率参数模型，其中，第一区域的功率参数模型满足如下关系式：
Figure BDA0001486025080000121
Figure BDA0001486025080000122
和
Figure BDA0001486025080000123
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure BDA0001486025080000124
为第一区域的运行点，N为第一区域的特征运行点的个数，M为第二区域的个数，第一区域的特征运行点包括热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点，j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，i是第一区域的特征运行点的序号，αi,j为第j个第二区域及第i个第一区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第一区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N、M、i和j是正整数。
上述热电联产机组电力生产调度方法，将位置状态参量与第二区域的线性表出表达式构建第一区域的功率参数模型，能够降低非凸运行区域的第一区域的功率参数模型的复杂性，因此减少后续电力生产进行优化计算的运算，提高后续电力生产进行优化计算的运算效率。
在其中一个实施例中，在根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域的步骤之前，还包括以下步骤：在第一区域的一特征运行点所连接的两条连接线的内倾角大于外倾角时，判定该特征运行点为非凸性拐点，其中，内倾角为该特征运行点上位于第一区域内的夹角，外倾角为该特征运行点上位于第一区域外的夹角。
上述热电联产机组电力生产调度方法，在第一区域的一特征运行点所连接的两条连接线的内倾角大于外倾角时，判定该特征运行点为非凸性拐点，其中，内倾角为该特征运行点上位于第一区域内的夹角，外倾角为该特征运行点上位于第一区域外的夹角；通过比较内倾角和外倾角的关系确定第一区域的非凸性拐点，有利于根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域。
在其中一个实施例中，在将第一区域分割成凸性运行特性区域的步骤之前，还包括以下步骤：在第一区域中存在两点的连线仅部分包含于第一区域内时，判定第一区域为非凸性运行特性区域。
上述热电联产机组电力生产调度方法，在第一区域中存在两点的连线仅部分包含于第一区域内时，判定第一区域为非凸性运行特性区域；判断第一区域为非凸性运行特性区域，有利于进行后续的将第一区域分割成凸性运行特性区域的步骤。
请参阅图3，图3为本发明的其中一个实施例的热电联产机组电力生产调度系统的结构图。该实施例中的热电联产机组电力生产调度系统，包括以下模块：
运行数据获取模块310，用于获取热电联产机组的运行数据；
第一区域获取模块320，用于根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域；
第二区域分割模块330，用于在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，第二区域为分割后的凸性运行特性区域；
第二区域线性表出模块340，用于确定第二区域的线性表出表达式；
位置状态参量设置模块350，用于根据第二区域设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量，其中，位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域；
功率参数模型获取模块360，用于根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型；
电力生产优化模块370，用于根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果；
电力生产调度模块380，用于根据优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
本实施例中，上述热电联产机组电力生产调度系统，在根据热电联产机组的运行数据获取的第一区域为非凸性运行特性区域时，通过对第一区域分割成凸性运行特性区域的第二区域，确定第二区域的线性表出表达式和设置位置状态参量，从而建立第一区域的功率参数模型，并根据第一区域的功率参数模型进行热电联产机组的电力生产进行优化计算，按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，使得在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
在其中一个实施例中，第一区域获取模块320根据运行数据获取热电联产机组的特征运行点，将特征运行点依次用直线连接，获取运行特性曲线，将运行特性曲线所围成的区域作为第一区域。
上述热电联产机组电力生产调度系统，根据运行数据中获取的特征运行点获取运行特性曲线，并确定第一区域，方便快捷地确定第一区域。
在其中一个实施例中，第二区域线性表出模块340根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点，根据第二区域的特征运行点对第二区域进行线性表出，获取第二区域的线性表出表达式。
上述热电联产机组电力生产调度系统，根据第二区域的特征运行点获取第二区域的线性表出表达式的计算流程简单且计算量小。
在其中一个实施例中，第二区域分割模块330根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，其中，目标直线包括经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线，非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点，将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域。
上述热电联产机组电力生产调度系统，通过简单的目标直线将第一区域分割成凸性运行特性区域，能够快速简便地获取无重叠区域的第二区域，也减少后续第一区域的功率参数模型构建过程的运算。
在其中一个实施例中，第二区域线性表出模块340确定分割第一区域后新增的特征运行点，根据热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点确定各第二区域的特征运行点。
上述热电联产机组电力生产调度系统，由于第二区域经过目标直线对第一区域分割后获得，因此第二区域中部分的特征运行点包括新增的特征运行点，因此确定新增的特征运行点满足获取第二区域的特征运行点的需要。
在其中一个实施例中，位置状态参量设置模块350确定第一区域内任意一运行点所处的第二区域为特征第二区域，将该运行点在特征第二区域的位置状态参量设置为数值1，且将该运行点在其余第二区域的位置状态参量设置为数值0，其中，位置状态参量λj满足以下关系式：
Figure BDA0001486025080000151
j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，M为第二区域的个数，M和j是正整数。
上述热电联产机组电力生产调度系统，位置状态参量设置的设置方法简单，同时减少后续第一区域的功率参数模型构建过程的运算。
在其中一个实施例中，功率参数模型获取模块360将位置状态参量与第二区域的线性表出表达式构建第一区域的功率参数模型，其中，第一区域的功率参数模型满足如下关系式：
Figure BDA0001486025080000152
Figure BDA0001486025080000161
和
Figure BDA0001486025080000162
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure BDA0001486025080000163
为第一区域的运行点，N为第一区域的特征运行点的个数，M为第二区域的个数，第一区域的特征运行点包括热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点，j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，i是第一区域的特征运行点的序号，αi,j为第j个第二区域及第i个第一区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第一区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N、M、i和j是正整数。
上述热电联产机组电力生产调度系统，将位置状态参量与第二区域的线性表出表达式构建第一区域的功率参数模型，能够降低非凸运行区域的第一区域的功率参数模型的复杂性，因此减少后续电力生产进行优化计算的运算，提高后续电力生产进行优化计算的运算效率。
在其中一个实施例中，第二区域分割模块330在第一区域中存在两点的连线仅部分包含于第一区域内时，判定第一区域为非凸性运行特性区域。
上述热电联产机组电力生产调度系统，判断第一区域为非凸性运行特性区域，有利于进行后续的将第一区域分割成凸性运行特性区域的步骤。
在其中一个实施例中，第二区域分割模块330在第一区域的一特征运行点所连接的两条连接线的内倾角大于外倾角时，判定该特征运行点为非凸性拐点，其中，内倾角为该特征运行点上位于第一区域内的夹角，外倾角为该特征运行点上位于第一区域外的夹角。
上述热电联产机组电力生产调度系统，通过比较内倾角和外倾角的关系确定第一区域的非凸性拐点，有利于根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域。
本发明的热电联产机组电力生产调度系统与本发明的热电联产机组电力生产调度方法一一对应，在上述热电联产机组电力生产调度方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于热电联产机组电力生产调度系统的实施例中，特此声明。
在一个实施例中，还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现如上述各实施例中的任意一种热电联产机组电力生产调度方法。
该计算机设备，其处理器执行程序时，通过实现如上述各实施例中的任意一种热电联产机组电力生产调度方法，从而可以在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
此外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性的计算机可读取存储介质中，如本发明实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述各热电联产机组电力生产调度方法的实施例的流程。
在一个实施例中，还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中的任意一种热电联产机组电力生产调度方法。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
该计算机存储介质，其存储的计算机程序，通过实现包括如上述各热电联产机组电力生产调度方法的实施例的流程，从而可以在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
请参阅图4，图4为本发明的一个具体实施例的热电联产机组电力生产调度方法的流程示意图。该实施例中的热电联产机组电力生产调度方法，包括以下步骤：
获取热电联产机组的运行数据。热电联产机组的运行数据包括获取热电联产机组的发电功率和供热功率。
根据运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域。其中，第一区域为热电联产机组的运行特性区域。首先，根据运行数据获取热电联产机组的特征运行点。然后，将特征运行点依次用直线连接，获取运行特性曲线。接着，将运行特性曲线所围成的区域作为第一区域。
在第一区域为非凸性运行特性区域时，根据目标直线将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，并将分割后的凸性运行特性区域作为第二区域。在第一区域为非凸性运行特性区域时，将第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，第二区域为分割后的凸性运行特性区域。根据目标直线可以将第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，其中，目标直线包括经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线，非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点。
确定第二区域的线性表出表达式。根据第二区域的边界确定第二区域的特征运行点。首先，确定分割第一区域后新增的特征运行点。然后，根据热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点确定各第二区域的特征运行点。接着，根据第二区域的特征运行点对第二区域进行线性表出，获取第二区域的线性表出表达式。
按照线性代数基本原理，可知对于第二区域内任意运行点
Figure BDA0001486025080000181
存在一组非负系数{α1,α2,…,αN}，使得该运行点可用该第二区域的特征运行点进行线性表出，且该组非负系数满足系数之和为1。上述关系可表示为：
Figure BDA0001486025080000182
其中，
Figure BDA0001486025080000183
和
Figure BDA0001486025080000184
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure BDA0001486025080000185
为第二区域的运行点，N为第二区域的特征运行点的个数，i是第二区域的特征运行点的序号，αi为第i个第二区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第二区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N和i是正整数。
根据第二区域设置第一区域内的任意一运行点在第二区域中的位置状态参量。其中，位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域。首先，确定第一区域内任意一运行点所处的第二区域为特征第二区域。然后，将该运行点在特征第二区域的位置状态参量设置为数值1，且将该运行点在其余第二区域的位置状态参量设置为数值0，其中，位置状态参量λj满足以下关系式：
Figure BDA0001486025080000191
j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，M为第二区域的个数，M和j是正整数。
根据位置状态参量和第二区域的线性表出表达式，对第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型。将位置状态参量与第二区域的线性表出表达式构建第一区域的功率参数模型，其中，第一区域的功率参数模型满足如下关系式：
Figure BDA0001486025080000192
Figure BDA0001486025080000193
和
Figure BDA0001486025080000194
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure BDA0001486025080000195
为第一区域的运行点，N为第一区域的特征运行点的个数，M为第二区域的个数，第一区域的特征运行点包括热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点，j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，i是第一区域的特征运行点的序号，αi,j为第j个第二区域及第i个第一区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第一区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N、M、i和j是正整数。
根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果。根据第一区域的功率参数模型对热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果。将第一区域的功率参数模型放入电力生产优化调度方法中进行优化计算和求解，获得电力生产的优化结果。
根据优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。按照优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，发电厂根据优化结果进行调度，完成电力生产。其中，调度是为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。
上述热电联产机组电力生产调度方法，在根据热电联产机组的运行数据获取的第一区域为非凸性运行特性区域时，通过对第一区域分割成凸性运行特性区域的第二区域，确定第二区域的线性表出表达式和设置位置状态参量，从而建立第一区域的功率参数模型，并根据第一区域的功率参数模型进行热电联产机组的电力生产进行优化计算，按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度，使得在运行特性区域为非凸性运行特性区域时可以计算并获取热电联产机组电力生产的优化结果，并且可以按照计算后获取的优化结果对热电联产机组的电力生产进行调度。
另外上述热电联产机组电力生产调度方法中将第一区域分割为第二区域的步骤，将运行特性区域进行了完全等效转化，中间没有近似，能保证第一区域转化为第二区域后的后续计算结果与热电联产机组的运行特性区域一致。使用位置状态参量和第二区域的线性表出表达式建立的功率参数模型与传统技术下的凸性运行特性区域的线性表出表达式的表示方式相似，上述热电联产机组电力生产调度方法中建立的功率参数模型能降低了优化建模的复杂性。上述热电联产机组电力生产调度方法中使用位置状态参量也提升了计算效率。同时，上述热电联产机组电力生产调度方法计算流程简单，计算量小，降低了编程的难度，而且，计算过程的中间结果含义清晰，计算方法实用性强。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述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，还可以做出若干变形和改进，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 (10)

1.一种热电联产机组电力生产调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取热电联产机组的运行数据；
根据所述运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，所述第一区域为所述热电联产机组的运行特性区域；
在所述第一区域为非凸性运行特性区域时，将所述第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，所述第二区域为分割后的凸性运行特性区域；
确定所述第二区域的线性表出表达式；
根据所述第二区域设置所述第一区域内的任意一运行点在所述第二区域中的位置状态参量，其中，所述位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域；
根据所述位置状态参量和所述第二区域的线性表出表达式，对所述第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型；
根据所述第一区域的功率参数模型对所述热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果；
根据所述优化结果对所述热电联产机组的电力生产进行调度。
2.根据权利要求1所述的热电联产机组生产调度方法，其特征在于，所述根据所述运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域的步骤，还包括以下步骤：
根据所述运行数据获取所述热电联产机组的特征运行点；
将所述特征运行点依次用直线连接，获取运行特性曲线；
将所述运行特性曲线所围成的区域作为所述第一区域。
3.根据权利要求2所述的热电联产机组电力生产调度方法，其特征在于，所述确定所述第二区域的线性表出表达式的步骤，包括以下步骤：
根据所述第二区域的边界确定所述第二区域的特征运行点；
根据所述第二区域的特征运行点对所述第二区域进行线性表出，获取所述第二区域的线性表出表达式。
4.根据权利要求3所述的热电联产机组电力生产调度方法，其特征在于，所述将所述第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域的步骤，包括以下步骤：
根据目标直线将所述第一区域分割为多个无重叠区域的凸性运行特性区域，其中，所述目标直线包括经过非凸性拐点且平行于发电功率坐标轴或供热功率坐标轴的直线，非凸性拐点为位于运行特性曲线中内凹节点上的特征运行点；
将分割后的凸性运行特性区域作为所述第二区域。
5.根据权利要求3所述的热电联产机组电力生产调度方法，其特征在于，所述根据所述第二区域的边界确定所述第二区域的特征运行点的步骤，包括以下步骤：
确定分割所述第一区域后新增的特征运行点；
根据所述热电联产机组的特征运行点和所述新增的特征运行点确定各所述第二区域的特征运行点。
6.根据权利要求5所述的热电联产机组电力生产调度方法，其特征在于，所述设置所述第一区域内的任意一运行点在所述第二区域中的位置状态参量的步骤，包括以下步骤：
确定第一区域内任意一运行点所处的第二区域为特征第二区域；
将该运行点在所述特征第二区域的位置状态参量设置为数值1，且将该运行点在其余第二区域的位置状态参量设置为数值0，其中，所述位置状态参量λj满足以下关系式：
Figure FDA0002540464820000031
j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，M为第二区域的个数，M和j是正整数。
7.根据权利要求6所述的热电联产机组电力生产调度方法，其特征在于，所述对所述第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型的步骤，包括以下步骤：
将所述位置状态参量与所述第二区域的线性表出表达式构建所述第一区域的功率参数模型，其中，所述第一区域的功率参数模型满足如下关系式：
Figure FDA0002540464820000032
Figure FDA0002540464820000041
和
Figure FDA0002540464820000042
分别为热电联产机组的发电功率和供热功率，
Figure FDA0002540464820000043
为第一区域的运行点，N为第一区域的特征运行点的个数，M为第二区域的个数，第一区域的特征运行点包括热电联产机组的特征运行点和新增的特征运行点，j是第二区域的序号，λj为该运行点在第j个第二区域的位置状态参量，i是第一区域的特征运行点的序号，αi,j为第j个第二区域及第i个第一区域的特征运行点对应的组合系数，xi和yi分别是第i个第一区域的特征运行点的发电功率和供热功率，N、M、i和j是正整数。
8.一种热电联产机组电力生产调度系统，其特征在于，包括以下模块：
运行数据获取模块，用于获取热电联产机组的运行数据；
第一区域获取模块，用于根据所述运行数据获取热电联产机组的运行特性曲线内的第一区域，其中，所述第一区域为所述热电联产机组的运行特性区域；
第二区域分割模块，用于在所述第一区域为非凸性运行特性区域时，将所述第一区域分割成凸性运行特性区域，获取无重叠区域的第二区域，其中，所述第二区域为分割后的凸性运行特性区域；
第二区域线性表出模块，用于确定所述第二区域的线性表出表达式；
位置状态参量设置模块，用于根据所述第二区域设置所述第一区域内的任意一运行点在所述第二区域中的位置状态参量，其中，所述位置状态参量用于区分该运行点所属的第二区域；
功率参数模型获取模块，用于根据所述位置状态参量和所述第二区域的线性表出表达式，对所述第一区域进行建模，获取第一区域的功率参数模型；
电力生产优化模块，用于根据所述第一区域的功率参数模型对所述热电联产机组的电力生产进行优化计算并获取优化结果；
电力生产调度模块，用于根据所述优化结果对所述热电联产机组的电力生产进行调度。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的热电联产机组生产调度方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的热电联产机组生产调度方法。
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