CN109980777A - 一种发电调度监测分析系统 - Google Patents

Abstract

一种发电调度监测分析系统，包括：发电单元；发电调度单元；数据获取单元；数据校验单元；建模单元；发电调度监测分析模型；分析报告单元。本发明综合考虑调度运行中的机组发电能力、检修计划、区域负荷情况、交易等因素，建立更全面的发电调度监测分析模型，对下一调度周期的调度计划安排工作指导性强。

Description

一种发电调度监测分析系统

技术领域

本发明属于电力系统运行调度技术领域，特别是涉及一种发电调度监测分析系统。

背景技术

当前中国经济正由高速增长向中高速增长转换，结构性调整特征明显。根据国家统计局公布的数据，2014年中国国内生产总值同比增长7.4％，预计2014年全年国内生产总值增速在7.1％左右。由此带来的电力需求增速总体呈现震荡回落的态势，2014年8月份用电量增速更是出现年内首次“负增长”(-1.5％)。在此发展态势下，要想持续提升电网运行经济效益，必须从内部挖潜，寻找电网运行的优化改进空间。

与此同时，电力系统的运行与控制难度却在不断加大。电力系统经过多年的发展，电网互联层级增多，电气联系增强，电网运行特性越发复杂。此外，交直流混联加大了电网运行控制的难度，大型发电基地不断增多，同步运行的设备和用户数量大幅增长，交换功率显著提高，这些因素加剧了电网运行工况和潮流的多变性。为了应对上述情形，有必要对电力调度中心的各种调度策略进行监测评估，从而发现限制电网调度精益化水平的薄弱环节，促使系统运行的精益化程度逐步提升。

发明内容

为填补现有技术的空白，本发明提供一种发电调度监测分析系统，包括：

发电单元，用于进行发电；

多级调度优化单元，用于对国、分、省三级调度计划进行协调优化；

发电调度单元，用于根据协调优化后的发电调度计划实施发电调度；

数据获取单元，用于获取所述发电调度单元多周期数据；

数据校验单元，用于校验所述发电调度单元多周期数据；

建模单元，用于建立发电调度监测分析模型；

发电调度监测分析模型，用于根据预设的分析指标体系对所述多周期数据进行数据分析；

分析报告单元，用于根据数据分析结果生成分析报告。

与现有技术相比，本发明提供技术方案具有以下优异效果：首先，本发明通过建立发电调度监测分析模型，提出对发电调度单元计划完成程度进行全周期的分析方法，从而提高发电调度单元计划完成进度评估的科学性；其次，本发明综合考虑调度运行中的机组发电能力、检修计划、区域负荷情况、交易等因素，建立更全面的发电调度监测分析模型，对下一调度周期的调度计划安排工作指导性强；最后，本发明结合国、分、省三级调度计划业务处理特点，提出了基于总部分部一体化的国调、分调、省调的多级调度优化单元，国调、分调结合国分省全景调度计划信息及其各自所提交的目标和约束，在国、分调调度范围内进行一体化优化计算，如果国分调的约束发生冲突，由国调进行统筹调整；国分调的计划确定后，再发送各省调作为其边界条件，当省调发现有约束自身无法调整时，再反馈至国分调环节进行统筹调整；尤其是，充分考虑国、分、省三级调度的特点，设计有针对性的目标函数和约束条件，实现最优化的调度需求。国分一体化调度优化方法减少了当前国、分、省串行迭代方式编制调度计划的反复迭代，增强国、分、省多级调度间协调调度的能力和资源统筹优化效果。

附图说明

图1本发明的系统框架图

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图参考实施例的描述，对本发明的系统进行进一步的说明。

为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件，以免不必要地使实施例繁琐。

参见图1所示，本发明提供了一种发电调度监测分析系统，包括：

发电单元，用于进行发电；

多级调度优化单元，用于对国、分、省三级调度计划进行协调优化；

发电调度单元，用于根据协调优化后的发电调度计划实施发电调度；

数据获取单元，用于获取所述发电调度单元多周期数据；

数据校验单元，用于校验所述发电调度单元多周期数据；

建模单元，用于建立发电调度监测分析模型；

发电调度监测分析模型，用于根据预设的分析指标体系对所述多周期数据进行数据分析；

分析报告单元，用于根据数据分析结果生成分析报告。

优选地，其中，所述发电调度监测分析模型，用于对所述发电调度单元进行数据分析，具体包括对所述发电调度计划的完成程度进行数据分析。

优选地，其中，所述发电调度单元多周期数据具体包括：

发电基础信息，包括发电单元ID、发电单元名称、发电单元类型、机组装机容量和机组容量等级；

调度信息，包括所在省份、所属调度机构、所属发电集团、机组发电调度标识和机组能源利用类型；

日度发电信息，包括发电单元下辖机组的申报日期、申报最大出力、停机备用类别、停机备用说明、检修类别、检修级别、上限受阻电力、上限受阻类别、申报最小出力、下调受限电力、下调受限类别、停机电量、检修电量、受阻电量、实际发电量、计划出力和实际出力；

月度发电信息，包括发电单元下辖机组的月最大可调电量累计、月最大可发电量累计、月停机电量累计、月检修电量累计、月受阻电量累计、月实际发电量、月实际最大最小出力和发电单元的月实际基数电量；

年度发电信息，包括发电单元的年度计划电量、年度计划调整电量、年度计划电量调整信息、年最大可调电量累计、年最大可发电量累计、年停机电量累计、年检修电量累计、年受阻电量累计、年实际发电量、年实际最大最小出力和发电单元的年实际基数电量。

优选地，其中，所述数据校验单元，用于校验所述发电调度单元多周期数据，具体包括数据完整性校验、即时性校验、准确性校验和一致性校验。

优选地，其中，所述多级调度优化单元，用于对国、分、省三级调度计划进行协调优化，具体包括：

基础数据准备单元，用于进行国调准备、分调准备和省调准备；

编制单元，用于国、分、省分别编制各自的约束和边界条件：国调、分调和省调基于大电网国分省调度计划的全景信息，分别编制各自的约束、目标和边界条件；

统筹单元，用于国调在全景信息上进行对国分调计划的统筹计算；

优化单元，用于国分调与省调之间的迭代调整，实现多级调度优化：所述统筹单元统筹计算后的结果发送各省调，作为各省调编制各自调度计划的边界条件；

如果存在国分调的计划与省调计划之间存在约束冲突，则对国分调计划与省调计划进行调整，若无法解决约束冲突，则该省调将相应约束上报国分调，返回统筹单元，国分调考虑这部分约束后，进行迭代计算，直至国分调的计划与省调计划之间的约束不存在约束冲突；

展示单元，用于结果展示和返回：将计算后的总部分部一体化多级调度优化结果返回国、分、省调度机构。

优选地，其中，所述基础数据包括电网模型、设备参数、机组运行参数、检修计划、电量计划、各类约束信息等。

优选地，其中，所述基础数据准备单元，具体用于：

国调准备：所涉及的基础数据准备包括直流跨区交易中长期电量计划、直流通道送电能力、直流通道停电检修计划、直调机组运行约束、直调机组检修计划。

分调准备：所涉及的基础数据准备包括直调机组运行约束、直调机组检修计划、跨省断面限额、直主网停电检修计划、省间联络线中长期电量计划。

省调准备：所涉及的基础数据准备包括机组基础参数、机组检修计划、机组运行约束、电量进度均衡范围、大用户直供交易、电力平衡约束、电网安全约束、电网停电检修计划、清洁能源发电预测情况。

优选地，其中，所述统筹单元，用于国调在全景信息上进行对国分调计划的统筹计算，具体包括：

目标函数设置单元，用于设置目标函数：

以国、分各自调度机构的优化目标为目标，

其中，Minimize表示最低，常数N_G为发电机组数目，N_T为时段数目，i为机组序号， t为时段序号，P_i(t)为t时段机组i的有功出力，B_i(P_i(t),t)为国、分调度机构第i台发电机第t时段的成本；

约束条件设置单元，用于设置约束条件；

计算单元，用于根据目标函数和约束条件进行国分调计划的统筹计算。

优选地，其中，所述约束条件设置单元，用于设置约束条件，具体包括：

平衡约束设置单元，用于设置国、分调功率平衡约束：

其中，N_G为机组数，P_i(t)为t时段机组i的有功出力，u_i(t)为机组i在时段t的开停状态，P_load(t)为时段t的系统负荷预测；

备用约束设置单元，用于设置国、分调备用约束：

其中，和分别为正负备用需求，P _i(t)为机组i在时段t的出力下限，为机组i在时段t的出力上限；

出力约束设置单元，用于设置国、分调机组出力约束：

爬坡约束设置单元，用于设置国、分调机组爬坡约束：

P_i(t)-P_i(t-1)≤P_i ^up(t),u_i(t)＝1&u_i(t-1)＝1 (6)

P_i(t-1)-P_i(t)≤P_i ^down(t),u_i(t)＝1&u_i(t-1)＝1 (7)

其中，P_i ^up(t)和P_i ^down(t)为机组i在时段t内爬坡上下限值。

时间约束设置单元，用于设置国、分调机组最小运行时间和最小停运时间约束：

其中，和分别为机组i在时段t的最小运行时间和最小停运时间；

安全约束设置单元，用于设置国、分调网络安全约束：

其中，P_line(t)为时段t输电线路潮流值，和分别为支路或断面潮流的最小限值和最大限值。

与现有技术相比，本发明提供技术方案具有以下优异效果：首先，本发明通过建立发电调度监测分析模型，提出对发电调度单元计划完成程度进行全周期的分析方法，从而提高发电调度单元计划完成进度评估的科学性；其次，本发明综合考虑调度运行中的机组发电能力、检修计划、区域负荷情况、交易等因素，建立更全面的发电调度监测分析模型，对下一调度周期的调度计划安排工作指导性强；最后，本发明结合国、分、省三级调度计划业务处理特点，提出了基于总部分部一体化的国调、分调、省调的多级调度优化单元，国调、分调结合国分省全景调度计划信息及其各自所提交的目标和约束，在国、分调调度范围内进行一体化优化计算，如果国分调的约束发生冲突，由国调进行统筹调整；国分调的计划确定后，再发送各省调作为其边界条件，当省调发现有约束自身无法调整时，再反馈至国分调环节进行统筹调整；尤其是，充分考虑国、分、省三级调度的特点，设计有针对性的目标函数和约束条件，实现最优化的调度需求。国分一体化调度优化方法减少了当前国、分、省串行迭代方式编制调度计划的反复迭代，增强国、分、省多级调度间协调调度的能力和资源统筹优化效果。

这里只说明了本发明的优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。

Claims (9)

1.一种发电调度监测分析系统，其特征在于，包括：

发电单元，用于进行发电；

多级调度优化单元，用于对国、分、省三级调度计划进行协调优化；

发电调度单元，用于根据协调优化后的发电调度计划实施发电调度；

数据获取单元，用于获取所述发电调度单元多周期数据；

数据校验单元，用于校验所述发电调度单元多周期数据；

建模单元，用于建立发电调度监测分析模型；

发电调度监测分析模型，用于根据预设的分析指标体系对所述多周期数据进行数据分析；

分析报告单元，用于根据数据分析结果生成分析报告。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电调度监测分析模型，用于对所述发电调度单元进行数据分析，具体包括对所述发电调度计划的完成程度进行数据分析。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电调度单元多周期数据具体包括：

发电基础信息，包括发电单元ID、发电单元名称、发电单元类型、机组装机容量和机组容量等级；

调度信息，包括所在省份、所属调度机构、所属发电集团、机组发电调度标识和机组能源利用类型；

日度发电信息，包括发电单元下辖机组的申报日期、申报最大出力、停机备用类别、停机备用说明、检修类别、检修级别、上限受阻电力、上限受阻类别、申报最小出力、下调受限电力、下调受限类别、停机电量、检修电量、受阻电量、实际发电量、计划出力和实际出力；

月度发电信息，包括发电单元下辖机组的月最大可调电量累计、月最大可发电量累计、月停机电量累计、月检修电量累计、月受阻电量累计、月实际发电量、月实际最大最小出力和发电单元的月实际基数电量；

年度发电信息，包括发电单元的年度计划电量、年度计划调整电量、年度计划电量调整信息、年最大可调电量累计、年最大可发电量累计、年停机电量累计、年检修电量累计、年受阻电量累计、年实际发电量、年实际最大最小出力和发电单元的年实际基数电量。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据校验单元，用于校验所述发电调度单元多周期数据，具体包括数据完整性校验、即时性校验、准确性校验和一致性校验。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多级调度优化单元，用于对国、分、省三级调度计划进行协调优化，具体包括：

基础数据准备单元，用于进行国调准备、分调准备和省调准备；

编制单元，用于国、分、省分别编制各自的约束和边界条件：国调、分调和省调基于大电网国分省调度计划的全景信息，分别编制各自的约束、目标和边界条件；

统筹单元，用于国调在全景信息上进行对国分调计划的统筹计算；

优化单元，用于国分调与省调之间的迭代调整，实现多级调度优化：所述统筹单元统筹计算后的结果发送各省调，作为各省调编制各自调度计划的边界条件；

如果存在国分调的计划与省调计划之间存在约束冲突，则对国分调计划与省调计划进行调整，若无法解决约束冲突，则该省调将相应约束上报国分调，返回统筹单元，国分调考虑这部分约束后，进行迭代计算，直至国分调的计划与省调计划之间的约束不存在约束冲突；

展示单元，用于结果展示和返回：将计算后的总部分部一体化多级调度优化结果返回国、分、省调度机构。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述基础数据包括电网模型、设备参数、机组运行参数、检修计划、电量计划、各类约束信息等。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述基础数据准备单元，具体用于：

国调准备：所涉及的基础数据准备包括直流跨区交易中长期电量计划、直流通道送电能力、直流通道停电检修计划、直调机组运行约束、直调机组检修计划。

分调准备：所涉及的基础数据准备包括直调机组运行约束、直调机组检修计划、跨省断面限额、直主网停电检修计划、省间联络线中长期电量计划。

省调准备：所涉及的基础数据准备包括机组基础参数、机组检修计划、机组运行约束、电量进度均衡范围、大用户直供交易、电力平衡约束、电网安全约束、电网停电检修计划、清洁能源发电预测情况。

8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述统筹单元，用于国调在全景信息上进行对国分调计划的统筹计算，具体包括：

目标函数设置单元，用于设置目标函数：

以国、分各自调度机构的优化目标为目标，

Minimize：

其中，Minimize表示最低，常数N_G为发电机组数目，N_T为时段数目，i为机组序号，t为时段序号，P_i(t)为t时段机组i的有功出力，B_i(P_i(t),t)为国、分调度机构第i台发电机第t时段的成本；

约束条件设置单元，用于设置约束条件；

计算单元，用于根据目标函数和约束条件进行国分调计划的统筹计算。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述约束条件设置单元，用于设置约束条件，具体包括：

平衡约束设置单元，用于设置国、分调功率平衡约束：

其中，N_G为机组数，P_i(t)为t时段机组i的有功出力，u_i(t)为机组i在时段t的开停状态，P_load(t)为时段t的系统负荷预测；

备用约束设置单元，用于设置国、分调备用约束：

其中，和分别为正负备用需求，P _i(t)为机组i在时段t的出力下限，为机组i在时段t的出力上限；

出力约束设置单元，用于设置国、分调机组出力约束：

爬坡约束设置单元，用于设置国、分调机组爬坡约束：

P_i(t)-P_i(t-1)≤P_i ^up(t),u_i(t)＝1&u_i(t-1)＝1 (6)

P_i(t-1)-P_i(t)≤P_i ^down(t),u_i(t)＝1&u_i(t-1)＝1 (7)

其中，P_i ^up(t)和P_i ^down(t)为机组i在时段t内爬坡上下限值。

时间约束设置单元，用于设置国、分调机组最小运行时间和最小停运时间约束：

其中，和分别为机组i在时段t的最小运行时间和最小停运时间；

安全约束设置单元，用于设置国、分调网络安全约束：

其中，P_line(t)为时段t输电线路潮流值，和分别为支路或断面潮流的最小限值和最大限值。