CN110189056B - 一种电力系统调度的方法、系统及设备 - Google Patents

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CN110189056B CN201910496941.1A CN201910496941A CN110189056B CN 110189056 B CN110189056 B CN 110189056B CN 201910496941 A CN201910496941 A CN 201910496941A CN 110189056 B CN110189056 B CN 110189056B
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Abstract

本申请公开了一种电力系统调度的方法，包括：建立中央空调的负荷模型；根据负荷模型确定中央空调提前开启的负荷增加量模型；将中央空调作为电力系统的需求响应，并根据负荷增加量模型建立电力系统的调度模型；根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案。本申请将中央空调负荷作为需求侧资源，使得中央空调能够作为需求响应参与电力系统调度，再确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案，可以有效削减夏季用电高峰负荷，降低爬坡能力，对改善夏季电网的负荷特性，实现电网安全，稳定运行有重要意义。本申请同时还提供了一种电力系统调度的系统、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种电力系统调度的方法、系统及设备
技术领域
本申请涉及电气工程领域，特别涉及一种电力系统调度的方法、系统、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
经济建设的发展带来了公共建筑能耗迅速增长，全球范围内的建筑能耗已占到能源总消耗量的1/3，我国大型公共建筑能耗达到国民能耗总值的30％以上，且新建建筑中大型建筑比例逐年升高，既有公建改造升级为大型建筑的数量增多，造成建筑能耗巨大。
空调负荷的广泛应用是建筑能耗巨大的主要原因，而这也是夏季电网负荷峰谷差增加的重要原因。由于空调负荷主要集中在夏季用电高峰期，如果依靠增加火电机组装机容量缓解用电紧张，会增加发供电成本，导致社会资源的不合理利用。
因此，如何错开夏季负荷高峰期，补偿负荷低谷，缓解机组爬坡压力是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种电力系统调度的方法、系统、设备及计算机可读存储介质，用于错开夏季负荷高峰期，补偿负荷低谷，缓解机组爬坡压力。
为解决上述技术问题，本申请提供一种电力系统调度的方法，该方法包括：
建立中央空调的负荷模型；
根据所述负荷模型确定所述中央空调提前开启的负荷增加量模型；
将所述中央空调作为电力系统的需求响应，并根据所述负荷增加量模型建立所述电力系统的调度模型；
根据所述调度模型确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案。
可选的，所述建立中央空调的负荷模型，包括：
根据预设等效热参数模型确定建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间
Figure BDA0002088924520000021
以及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff；
根据所述建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff建立所述中央空调的负荷模型
Figure BDA0002088924520000022
其中，To为室外温度，Tmin为空调开启后室内最低温度，R为等效热阻，C为等效热容，P为空调的制冷功率，η为空调能效比，τair为所述中央空调的启停控制周期，τon为所述启停控制周期内的空调开启时间，τoff为所述启停控制周期内的空调关断时间，P1为建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中所述中央空调的功率，P2为所述启停控制周期内所述中央空调的功率。
可选的，根据所述负荷模型确定所述中央空调提前开启的负荷增加量模型，包括：
根据公式
Figure BDA0002088924520000023
计算第j个中央空调在ta时段的负荷增加量；
其中，
Figure BDA0002088924520000024
为所述第j个中央空调在ta时段的负荷增加量，
Figure BDA0002088924520000025
为所述第j个中央空调在建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000026
为所述第j个中央空调在所述启停控制周期内消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000027
为所述第j个中央空调在ta时段的开停机状态，
Figure BDA0002088924520000028
为所述第j个中央空调在ta-1时段的开停机状态。
可选的，根据所述调度模型确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案，包括：
根据公式
Figure BDA0002088924520000029
确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案；
其中，i为火电机组编号，j为空调负荷节点编号，t为时段编号，ta为发生时移的时段编号，Ng为火电机组总数，Nl为所述中央空调的总数，TN为总时段数，Tn为可能发生时移的时段总数，m为分段编号，Nm为火电机组燃料成本函数线性化之后的分段数，Ii,t为火电机组i在t时段的开停机状态，fi min为所述火电机组i出力水平最小时对应的燃料成本，Ki,t,m为所述火电机组i在分段m上的斜率，Pi,t,m为所述火电机组i在时段t在分段m上的出力，Si,t为所述火电机组i在时段t的开机成本，
Figure BDA0002088924520000031
为对于负荷提前开机多消耗电量的补偿费用。
本申请还提供一种电力系统调度的系统，该系统包括：
第一建模模块，用于建立中央空调的负荷模型；
第二建模模块，用于根据所述负荷模型确定所述中央空调提前开启的负荷增加量模型；
第三建模模块，用于将所述中央空调作为电力系统的需求响应，并根据所述负荷增加量模型建立所述电力系统的调度模型；
确定模块，用于根据所述调度模型确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案。
可选的，所述第一建模模块包括：
第一确定子模块，用于根据预设等效热参数模型确定建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间
Figure BDA0002088924520000032
以及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff；
建模子模块，用于根据所述建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff建立所述中央空调的负荷模型
Figure BDA0002088924520000033
其中，To为室外温度，Tmin为空调开启后室内最低温度，R为等效热阻，C为等效热容，P为空调的制冷功率，η为空调能效比，τair为所述中央空调的启停控制周期，τon为所述启停控制周期内的空调开启时间，τoff为所述启停控制周期内的空调关断时间，P1为建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中所述中央空调的功率，P2为所述启停控制周期内所述中央空调的功率。
可选的，所述第二建模模块包括：
计算子模块，用于根据公式
Figure BDA0002088924520000041
计算第j个中央空调在ta时段的负荷增加量；
其中，
Figure BDA0002088924520000042
为所述第j个中央空调在ta时段的负荷增加量，
Figure BDA0002088924520000043
为所述第j个中央空调在建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000044
为所述第j个中央空调在所述启停控制周期内消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000045
为所述第j个中央空调在ta时段的开停机状态，
Figure BDA0002088924520000046
为所述第j个中央空调在ta-1时段的开停机状态。
可选的，所述确定模块包括：
第二确定子模块，用于根据公式
Figure BDA0002088924520000047
确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案；
其中，i为火电机组编号，j为空调负荷节点编号，t为时段编号，ta为发生时移的时段编号，Ng为火电机组总数，Nl为所述中央空调的总数，TN为总时段数，Tn为可能发生时移的时段总数，m为分段编号，Nm为火电机组燃料成本函数线性化之后的分段数，Ii,t为火电机组i在t时段的开停机状态，fi min为所述火电机组i出力水平最小时对应的燃料成本，Ki,t,m为所述火电机组i在分段m上的斜率，Pi,t,m为所述火电机组i在时段t在分段m上的出力，Si,t为所述火电机组i在时段t的开机成本，
Figure BDA0002088924520000048
为对于负荷提前开机多消耗电量的补偿费用。
本申请还提供一种电力系统调度设备，该电力系统调度设备包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述电力系统调度的方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述电力系统调度的方法的步骤。
本申请所提供电力系统调度的方法，包括：建立中央空调的负荷模型；根据负荷模型确定中央空调提前开启的负荷增加量模型；将中央空调作为电力系统的需求响应，并根据负荷增加量模型建立电力系统的调度模型；根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案。
本申请所提供的技术方案，通过建立中央空调提前开启的负荷增加量模型，将中央空调负荷作为需求侧资源，使得中央空调能够作为需求响应参与电力系统调度，再根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案，可以有效削减夏季用电高峰负荷，降低爬坡能力，对改善夏季电网的负荷特性，实现电网安全，稳定运行有重要意义。本申请同时还提供了一种电力系统调度的系统、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种电力系统调度的方法的流程图；
图2为图1所提供的一种电力系统调度的方法中S101的一种实际表现方式的流程图；
图3为本申请实施例所提供的一种中央空调负荷的等效热参数模型；
图4为本申请实施例所提供的一种室温及空调功率周期变化曲线图；
图5为本申请实施例所提供的算例1和算例2的中央空调提前开启前后日负荷曲线图；
图6为本申请实施例所提供的算例1和算例2的中央空调提前开启前后空调负荷曲线图；
图7为本申请实施例所提供的算例1和算例2的中央空调提前开启前后的各时段成本曲线图；
图8为本申请实施例所提供的一种电力系统调度的系统的结构图；
图9为本申请实施例所提供的另一种电力系统调度的系统的结构图；
图10为本申请实施例所提供的一种电力系统调度设备的结构图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种电力系统调度的方法、系统、设备及计算机可读存储介质，用于错开夏季负荷高峰期，补偿负荷低谷，缓解机组爬坡压力。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电力系统调度的方法的流程图。
其具体包括如下步骤：
S101：建立中央空调的负荷模型；
基于空调负荷的广泛应用是建筑能耗巨大的主要原因，而这也是夏季电网负荷峰谷差增加的重要原因。由于空调负荷主要集中在夏季用电高峰期，如果依靠增加火电机组装机容量缓解用电紧张，会增加发供电成本，导致社会资源的不合理利用。
故本申请提供了一种电力系统调度的方法，创造性的提出利用中央空调负荷作为需求侧资源，考虑中央空调作为需求响应参与电力系统调度，在不影响用户体感的前提下，通过提前开启中央空调来错开夏季负荷高峰期，补偿负荷低谷，缓解机组爬坡压力。
可选的，这里提到的建立中央空调的负荷模型，其具体可以为如图2所示的步骤，下面结合图2进行说明。
请参考图2，图2为图1所提供的一种电力系统调度的方法中S101的一种实际表现方式的流程图。
其具体包括以下步骤：
S201：根据预设等效热参数模型确定建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间
Figure BDA0002088924520000061
以及中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff；
请参考图3及图4，图3为本申请实施例所提供的一种中央空调负荷的等效热参数模型，图4为本申请实施例所提供的一种室温及空调功率周期变化曲线图；
这里以定频中央空调为例，由于供电频率不能改变，传统定频空调的压缩机转速基本不变，依靠不断地"开、停"压缩机来调整室内温度，这里提到的预设等效热参数模型具体可表示为：
Figure BDA0002088924520000071
Figure BDA0002088924520000072
其中，Ti t表示第i台空调t时刻的室内温度，
Figure BDA0002088924520000073
表示(t+1)时刻的室外温度，R表示等效热阻，C表示等效热容，s为空调启停状态变量，1表示空调启动，0表示空调停止，Δt为仿真时间间隔，P表示空调的制冷功率，η表示空调能效比。
空调从开启到温度保持在[Tmin，Tmax]范围内可分为两个阶段：
第一阶段是建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的过程。根据该预设等效热参数模型计算建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间：
Figure BDA0002088924520000074
这段时间内空调消耗的功率为空调的额定功率P1＝P；
第二阶段是空调开始进入启停控制周期的过程，根据该预设等效热参数模型计算在控制周期τair内的空调开启时间τon和关断时间τoff及控制周期τair可表示为：
Figure BDA0002088924520000075
Figure BDA0002088924520000076
τair＝τon+τoff
这段时间内，通过负荷聚合商对其辖区内空调的轮停调控，可以保持空调消耗的功率为一个稳定值P2＝Pτon/τair。
S202：根据建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间及中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff建立中央空调的负荷模型
Figure BDA0002088924520000081
其中，To为室外温度，Tmin为空调开启后室内最低温度，R为等效热阻，C为等效热容，P为空调的制冷功率，η为空调能效比，τair为中央空调的启停控制周期，τon为启停控制周期内的空调开启时间，τoff为启停控制周期内的空调关断时间，P1为建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中中央空调的功率，P2为启停控制周期内中央空调的功率。
S102：根据负荷模型确定中央空调提前开启的负荷增加量模型；
在建立了中央空调的负荷模型之后，根据该负荷模型确定中央空调提前开启的负荷增加量模型，参与提前开启需求响应的中央空调由调度中心统一管理，调度中心通过系统的运行条件和由于中央空调提前开启影响的负荷曲线进行调度方案的决策。
可选的，这里提到的，根据负荷模型确定中央空调提前开启的负荷增加量模型，其具体可以为：
根据公式
Figure BDA0002088924520000082
计算第j个中央空调在ta时段的负荷增加量；
其中，
Figure BDA0002088924520000083
为第j个中央空调在ta时段的负荷增加量，
Figure BDA0002088924520000084
为第j个中央空调在建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000085
为第j个中央空调在启停控制周期内消耗的负荷量；
Figure BDA0002088924520000086
为第j个中央空调在ta时段的开停机状态，
Figure BDA0002088924520000087
为第j个中央空调在ta-1时段的开停机状态：
若
Figure BDA0002088924520000088
则表明ta时段第j个中央空调未开启，此时其功率为0；
若
Figure BDA0002088924520000089
且
Figure BDA00020889245200000810
则表明ta时段为第j个中央空调开启的第一个时刻，此时其功率为
Figure BDA00020889245200000811
若
Figure BDA00020889245200000812
且
Figure BDA00020889245200000813
时，则表明ta时段为第j个中央空调开启的中间时刻，此时其功率为
Figure BDA00020889245200000814
可选的，由于该中央空调开启后就不再人为关闭，因此还可以为该负荷增加量模型添加约束
Figure BDA00020889245200000815
进一步的，由于该中央空调在Tn个时段内一定会被人为开启，因此还可以为该负荷增加量模型添加约束
Figure BDA0002088924520000091
其中，Tn为可能发生时移的时段总数。
S103：将中央空调作为电力系统的需求响应，并根据负荷增加量模型建立电力系统的调度模型；
S104：根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案。
可选的，这里提到的根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案，其具体可以为目标函数为调度的总成本最小，即机组的开停机成本，燃料成本，上下备用容量成本和对于空调提前开启多消耗的负荷补偿成本最小：
根据公式
Figure BDA0002088924520000092
确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案；
其中，i为火电机组编号，j为空调负荷节点编号，t为时段编号，ta为发生时移的时段编号，Ng为火电机组总数，Nl为中央空调的总数，TN为总时段数，Tn为可能发生时移的时段总数，m为分段编号，Nm为火电机组燃料成本函数线性化之后的分段数，Ii,t为火电机组i在t时段的开停机状态，fi min为火电机组i出力水平最小时对应的燃料成本，Ki,t,m为火电机组i在分段m上的斜率，Pi,t,m为火电机组i在时段t在分段m上的出力，Si,t为火电机组i在时段t的开机成本，
Figure BDA0002088924520000093
为对于负荷提前开机多消耗电量的补偿费用。
进一步的，在此基础上，为该电力系统的调度模型增加各种电力系统约束：
(1)机组的开停机线性化约束
Figure BDA0002088924520000094
其中，
Figure BDA0002088924520000101
为火电机组i的开机成本常数；ui,t标识火电机组i在t时段是否正处于开机过程，vi,t表示火电机组i在t时段是否正处于停机过程；Ii,t-1为火电机组i在时段t-1的开停机状态。
(2)开停机时间约束
Figure BDA0002088924520000102
其中，τ为时段编号；
Figure BDA0002088924520000103
和
Figure BDA0002088924520000104
分别为火电机组i的最小开机时间和最小停机时间。
(3)功率平衡约束
Figure BDA0002088924520000105
Figure BDA0002088924520000106
Figure BDA0002088924520000107
其中，Pi,t为火电机组i在t时段的有功出力，dj,t和
Figure BDA0002088924520000108
分别为发生时移前后负荷节点j在t时刻的负荷。
(4)机组上下限约束
Figure BDA0002088924520000109
其中，Pi max和Pi min分别为火电机组i的出力上下限。
(5)机组分段约束
Figure BDA00020889245200001010
Figure BDA00020889245200001011
其中，
Figure BDA00020889245200001012
为火电机组i在分段m上的最大出力。
(6)机组爬坡约束
Figure BDA00020889245200001013
其中，Pi,t-1为火电机组i在t-1时段的有功出力；Ui R、Di R分别为火电机组i的上下爬坡速率。火电机组在开机后刚进入正常工作区(出力范围在Pi min与Pi max的区间)时出力等于最小值Pi min，火电机组在关机离开正常工作区时出力也为最小值Pi min。
(7)线路潮流约束
Figure BDA0002088924520000111
其中，l为线路编号；Gj为位于节点j的火电机组集合；gl,j为线路l对节点b的灵敏度因子；
Figure BDA0002088924520000112
为节点j在t时段的净有功注入；fl max为线路l的最大传输功率。
可选的，为了进一步分析中央空调提前开启参与电力系统的作用，本申请提供了两个算例：
算例1：基于已有的负荷曲线，不考虑中央空调提前开启，通过优化软件进行求解问题，得到最小成本下的机组调度方案。
算例2：基于已有的负荷曲线，考虑中央空调提前开启，通过优化软件进行求解问题，得到最小成本下的最佳的空调提前开启和机组调度方案。
算例1和算例2的总负荷和成本如表1所示：
算例1 算例2
总负荷(105MW) 4.6127 4.6166
燃料成本(107元) 1.5307 1.5231
开机成本(元) 12500 13500
空调提前开启成本(元) 0 19579
总成本(107元) 1.5320 1.5264
表1
可以看出，算例1的总负荷是4.6127*105MW，算例2的总负荷是4.6166*105MW，增加了390MW的负荷，但是算例1的总成本是1.5320*107元，算例2的总成本是1.5264*107元，减少了5.6*104元，说明空调负荷提前开启的方案虽然消耗了更多的负荷，但是在补偿给用户的用电成本后，依然可以降低电力系统的总成本(主要是燃料成本)；
请参考图5，图5为本申请实施例所提供的算例1和算例2的中央空调提前开启前后日负荷曲线图，可以看出，与算例1相比，算例2的低谷负荷有所上升，负荷曲线更加平滑；
请参考图6，图6为本申请实施例所提供的算例1和算例2的中央空调提前开启前后空调负荷曲线图，可以看出空调提前开启后既可以增加低谷时刻的负荷，也可以适当减少某些时刻的总负荷，从而达到平滑负荷曲线，减少爬坡的作用；
请参考图7，图7为本申请实施例所提供的算例1和算例2的中央空调提前开启前后的各时段成本曲线图，可以看出，低谷时段的成本增加主要是因为需要对低谷时段增加的负荷进行补偿，而低谷时段负荷的增加可以用来减少非低谷负荷时段的机组组合成本；
结果表明，中央空调提前开启策略可以错开负荷高峰期，缓解机组爬坡压力。
基于上述技术方案，本申请所提供的一种电力系统调度的方法，建立中央空调提前开启的负荷增加量模型，将中央空调负荷作为需求侧资源，使得中央空调能够作为需求响应参与电力系统调度，再根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案，可以有效削减夏季用电高峰负荷，降低爬坡能力，对改善夏季电网的负荷特性，实现电网安全，稳定运行有重要意义。
请参考图8，图8为本申请实施例所提供的一种电力系统调度的系统的结构图。
该系统可以包括：
第一建模模块100，用于建立中央空调的负荷模型；
第二建模模块200，用于根据负荷模型确定中央空调提前开启的负荷增加量模型；
第三建模模块300，用于将中央空调作为电力系统的需求响应，并根据负荷增加量模型建立电力系统的调度模型；
确定模块400，用于根据调度模型确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案。
请参考图9，图9为本申请实施例所提供的另一种电力系统调度的系统的结构图。
该第一建模模块100可以包括：
第一确定子模块，用于根据预设等效热参数模型确定建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间
Figure BDA0002088924520000131
以及中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff；
建模子模块，用于根据建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间及中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff建立中央空调的负荷模型
Figure BDA0002088924520000132
其中，To为室外温度，Tmin为空调开启后室内最低温度，R为等效热阻，C为等效热容，P为空调的制冷功率，η为空调能效比，τair为中央空调的启停控制周期，τon为启停控制周期内的空调开启时间，τoff为启停控制周期内的空调关断时间，P1为建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中中央空调的功率，P2为启停控制周期内中央空调的功率。
在此基础上，该第二建模模块200可以包括：
计算子模块，用于根据公式
Figure BDA0002088924520000133
计算第j个中央空调在ta时段的负荷增加量；
其中，
Figure BDA0002088924520000134
为第j个中央空调在ta时段的负荷增加量，
Figure BDA0002088924520000135
为第j个中央空调在建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000136
为第j个中央空调在启停控制周期内消耗的负荷量，
Figure BDA0002088924520000137
为第j个中央空调在ta时段的开停机状态，
Figure BDA0002088924520000138
为第j个中央空调在ta-1时段的开停机状态。
进一步的，该确定模块400可以包括：
第二确定子模块，用于根据公式
Figure BDA0002088924520000139
确定最小成本下的中央空调的开启时段及电力系统的调度方案；
其中，i为火电机组编号，j为空调负荷节点编号，t为时段编号，ta为发生时移的时段编号，Ng为火电机组总数，Nl为中央空调的总数，TN为总时段数，Tn为可能发生时移的时段总数，m为分段编号，Nm为火电机组燃料成本函数线性化之后的分段数，Ii,t为火电机组i在t时段的开停机状态，fi min为火电机组i出力水平最小时对应的燃料成本，Ki,t,m为火电机组i在分段m上的斜率，Pi,t,m为火电机组i在时段t在分段m上的出力，Si,t为火电机组i在时段t的开机成本，
Figure BDA0002088924520000141
为对于负荷提前开机多消耗电量的补偿费用。
由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
请参考图10，图10为本申请实施例所提供的一种电力系统调度设备的结构图。
该电力系统调度设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)522(例如，一个或一个以上处理器)和存储器532，一个或一个以上存储应用程序542或数据544的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器532和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对装置中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器522可以设置为与存储介质530通信，在电力系统调度设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。
电力系统调度设备500还可以包括一个或一个以上电源525，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口558，和/或，一个或一个以上操作系统541，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。
上述图1至图7所描述的电力系统调度的方法中的步骤由电力系统调度设备基于该图10所示的结构实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本申请所提供的一种电力系统调度的方法、系统、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种电力系统调度的方法，其特征在于，包括：
建立中央空调的负荷模型；其中，所述建立中央空调的负荷模型包括：根据预设等效热参数模型确定建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间
Figure FDA0003485351690000011
以及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff；
根据所述建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff建立所述中央空调的负荷模型
Figure FDA0003485351690000012
其中，To为室外温度，Tmin为空调开启后室内最低温度，R为等效热阻，C为等效热容，P为空调的制冷功率，η为空调能效比，τair为所述中央空调的启停控制周期，τon为所述启停控制周期内的空调开启时间，τoff为所述启停控制周期内的空调关断时间，P1为建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中所述中央空调的功率，P2为所述启停控制周期内所述中央空调的功率；
根据所述负荷模型确定所述中央空调提前开启的负荷增加量模型；
将所述中央空调作为电力系统的需求响应，并根据所述负荷增加量模型建立所述电力系统的调度模型；
根据所述调度模型确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述负荷模型确定所述中央空调提前开启的负荷增加量模型，包括：
根据公式
Figure FDA0003485351690000013
计算第j个中央空调在ta时段的负荷增加量；
其中，
Figure FDA0003485351690000014
为所述第j个中央空调在ta时段的负荷增加量，
Figure FDA0003485351690000015
为所述第j个中央空调在建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中消耗的负荷量，
Figure FDA0003485351690000016
为所述第j个中央空调在所述启停控制周期内消耗的负荷量，
Figure FDA0003485351690000017
为所述第j个中央空调在ta时段的开停机状态，
Figure FDA0003485351690000018
为所述第j个中央空调在ta-1时段的开停机状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述调度模型确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案，包括：
根据公式
Figure FDA0003485351690000021
确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案；
其中，i为火电机组编号，j为空调负荷节点编号，t为时段编号，ta为发生时移的时段编号，Ng为火电机组总数，Nl为所述中央空调的总数，TN为总时段数，Tn为可能发生时移的时段总数，m为分段编号，Nm为火电机组燃料成本函数线性化之后的分段数，Ii,t为火电机组i在t时段的开停机状态，fi min为所述火电机组i出力水平最小时对应的燃料成本，Ki,t,m为所述火电机组i在分段m上的斜率，Pitm为所述火电机组i在时段t在分段m上的出力，Sit为所述火电机组i在时段t的开机成本，
Figure FDA0003485351690000022
为对于负荷提前开机多消耗电量的补偿费用。
4.一种电力系统调度的系统，其特征在于，包括：
第一建模模块，用于建立中央空调的负荷模型；
其中，所述第一建模模块包括：
第一确定子模块，用于根据预设等效热参数模型确定建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间
Figure FDA0003485351690000023
以及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff；
建模子模块，用于根据所述建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin的时间及所述中央空调的启停控制周期τair＝τon+τoff建立所述中央空调的负荷模型
Figure FDA0003485351690000024
其中，To为室外温度，Tmin为空调开启后室内最低温度，R为等效热阻，C为等效热容，P为空调的制冷功率，η为空调能效比，τair为所述中央空调的启停控制周期，τon为所述启停控制周期内的空调开启时间，τoff为所述启停控制周期内的空调关断时间，P1为建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中所述中央空调的功率，P2为所述启停控制周期内所述中央空调的功率；
第二建模模块，用于根据所述负荷模型确定所述中央空调提前开启的负荷增加量模型；
第三建模模块，用于将所述中央空调作为电力系统的需求响应，并根据所述负荷增加量模型建立所述电力系统的调度模型；
确定模块，用于根据所述调度模型确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二建模模块包括：
计算子模块，用于根据公式
Figure FDA0003485351690000031
计算第j个中央空调在ta时段的负荷增加量；
其中，
Figure FDA0003485351690000032
为所述第j个中央空调在ta时段的负荷增加量，
Figure FDA0003485351690000033
为所述第j个中央空调在建筑物内温度从室外温度To降低到Tmin过程中消耗的负荷量，
Figure FDA0003485351690000034
为所述第j个中央空调在所述启停控制周期内消耗的负荷量，
Figure FDA0003485351690000035
为所述第j个中央空调在ta时段的开停机状态，
Figure FDA0003485351690000036
为所述第j个中央空调在ta-1时段的开停机状态。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述确定模块包括：
第二确定子模块，用于根据公式
Figure FDA0003485351690000037
确定最小成本下的所述中央空调的开启时段及所述电力系统的调度方案；
其中，i为火电机组编号，j为空调负荷节点编号，t为时段编号，ta为发生时移的时段编号，Ng为火电机组总数，Nl为所述中央空调的总数，TN为总时段数，Tn为可能发生时移的时段总数，m为分段编号，Nm为火电机组燃料成本函数线性化之后的分段数，Ii,t为火电机组i在t时段的开停机状态，fi min为所述火电机组i出力水平最小时对应的燃料成本，Ki,t,m为所述火电机组i在分段m上的斜率，Pi,t,m为所述火电机组i在时段t在分段m上的出力，Si,t为所述火电机组i在时段t的开机成本，
Figure FDA0003485351690000038
为对于负荷提前开机多消耗电量的补偿费用。
7.一种电力系统调度设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述电力系统调度的方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述电力系统调度的方法的步骤。
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