CN110310022B - 一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法 - Google Patents

一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，包括：获取机组电力数据信息，所述机组电力数据信息包括各机组年度电量计划和供热机组中长期供热物理合同、弹性供热合同；根据所述机组电力数据信息于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据；输出所述各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据；本发明方法根据电厂的年度发电计划和供热机组的供热合同，于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，精准计算得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据，实现利润最大化。

Description

一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法
技术领域
本发明涉及发电计划分解领域，尤其涉及一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法。
背景技术
各电厂通过发电产能为社会提供能源使用，因此，电厂必须制定相关的发电计划，以实现发电利润最大化；但现如今国内电厂都是通过经验所得来制定发电计划，由于经验不足或计算准确度不高，导致所制定的发电计划出现偏差，并不能实现利润最大化，而国内暂无其他电厂月度发电计划分解方法。
发明内容
本发明提供了一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，根据电厂的年度发电计划和供热机组的供热合同，于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，以解决现有技术制定发电计划中由于经验不足或计算准确度不高，导致所制定的发电计划出现偏差的技术问题，从而精准计算得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据，进而实现利润最大化。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，包括：
获取机组电力数据信息，所述机组电力数据信息包括各机组年度电量计划和供热机组中长期供热物理合同、弹性供热合同；
根据所述机组电力数据信息于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据；
输出所述各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据。
作为优选方案，所述机组电力数据信息还包括：月度实际电量数据、检修计划、发电总成本、中长期价格预测数据、机组台账信息和机组供热参数曲线。
作为优选方案，所述根据所述机组电力数据信息于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，包括：
于年初对1-12月份进行月度分解时，直接使用所述各机组年度电量计划中的1-12月发电计划；
于年中进行月度计划滚动分解时，建立电厂月度总体利润模型以计算电厂月度总体最大利润和年度计划完成率，对月度计划进行优化；
采用遗传算法实现发电机组年计划完成率均衡性目标与利润最大化目标的多目标寻优，得到未发电月份的月电量计划，供热计划。
作为优选方案，所述电厂月度总体利润模型为：
参数说明：
d：1～365，发电日期；
i：1～n，机组的序号(包含供热机组)；
c：1～m，供热机组的序号；
第i个机组的第d日发电量；
第i个机组的第d日节点价格；
第i个机组的第d日机组发电成本(不含热电联产部分)；
第c个机组的第d日供热量；
第c个机组的第d日节点供热价格；
第c个机组的第d日以热定电的发电量；
第c个机组的第d日热电联产的发电成本；
公式说明：
第一部分：供热机组通过供热获得的利润；
第二部分：供热机组以热定电的电量所获得的利润(该部分电量通过机组供热参数曲线获得的机组供热出力计算所得),利润计算受市场交易规则约束，保证该部分利润不小于0；
第三部分：以热定电以外的电量通过参加电力市场交易获得的利润。
作为优选方案，所述计算年度计划完成率的公式为：
公式说明：
为保证电厂各机组的发电进度均衡，以计算各机组年度计划完成率的一致性为寻优目标。计算流程：计算各机组的年发电计划完成率与电厂所有机组年发电计划完成率的均值之差的绝对值；对各机组对应的绝对值进行累加求和；对累加和进行最小值寻优。
参数说明：
NP：电厂机组的数量；
i：1～n，机组的序号；
机组i的年发电计划完成率，
表示电厂在已知实际月发电量月份(1月到第m月)的累计发电进度：
表示电厂在未发电月份(第m+1月到12月)的累计发电进度：
其中，对于已发电的月份表示已知的实际月发电量，对于未发电的月份表示决策变量(寻优的月分解电量)；/>表示机组i的年发电量计划。
作为优选方案，所述于年中进行月度计划滚动分解时，还包括根据预设的约束条件对计算数据进行约束。
作为优选方案，所述约束条件，包括：
电量范围约束，保证机组发电量可行；
发电计划约束，保证寻优得到的发电量之和小于或等于年度发电计划，并加上正、负惩罚系数；
检修约束，在机组检修计划期间，机组不发电或供热；
中长期供热合同约束，保证供热量大于或等于供热物理合同；
供热价格约束，若供热价格具有弹性，则市场供热价格大于或等于0，确保进行弹性供热，可以联合优化供热计划与发电计划；若供热价格不具有弹性，则市场供热价格等于0，及不存在供热计划与发电计划联合寻优。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明方法根据电厂的年度发电计划和供热机组的供热合同，于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，精准计算得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据，实现利润最大化。
附图说明
图1：为本发明实施例中的基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法逻辑示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明优选实施例提供了一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，包括：
S1，获取机组电力数据信息，所述机组电力数据信息包括各机组年度电量计划和供热机组中长期供热物理合同、弹性供热合同；在本实施例中，所述机组电力数据信息还包括：月度实际电量数据、检修计划、发电总成本、中长期价格预测数据、机组台账信息和机组供热参数曲线。通过多种电力数据信息进行计算可以使得输出数据更加准确。
S2，根据所述机组电力数据信息于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据；在本实施例中，所述根据所述机组电力数据信息于年初与年中各月分别对未发电月份进行月度计划分解，包括：于年初对1-12月份进行月度分解时，直接使用所述各机组年度电量计划中的1-12月发电计划；于年中进行月度计划滚动分解时，建立电厂月度总体利润模型以计算电厂月度总体最大利润和年度计划完成率，对月度计划进行优化；采用遗传算法实现发电机组年计划完成率均衡性目标与利润最大化目标的多目标寻优，得到未发电月份的月电量计划，供热计划。
在本实施例中，所述电厂月度总体利润模型为：
参数说明：
d：1～365，发电日期；
i：1～n，机组的序号(包含供热机组)；
c：1～m，供热机组的序号；
第i个机组的第d日发电量；
第i个机组的第d日节点价格；
第i个机组的第d日机组发电成本(不含热电联产部分)；
第c个机组的第d日供热量；
第c个机组的第d日节点供热价格；
第c个机组的第d日以热定电的发电量；
第c个机组的第d日热电联产的发电成本；
公式说明：
第一部分：供热机组通过供热获得的利润；
第二部分：供热机组以热定电的电量所获得的利润(该部分电量通过机组供热参数曲线获得的机组供热出力计算所得),利润计算受市场交易规则约束，保证该部分利润不小于0；
第三部分：以热定电以外的电量通过参加电力市场交易获得的利润。
在本实施例中，所述计算年度计划完成率的公式为：
公式说明：
为保证电厂各机组的发电进度均衡，以计算各机组年度计划完成率的一致性为寻优目标。计算流程：计算各机组的年发电计划完成率与电厂所有机组年发电计划完成率的均值之差的绝对值；对各机组对应的绝对值进行累加求和；对累加和进行最小值寻优。
参数说明：
NP：电厂机组的数量；
i：1～n，机组的序号；
机组i的年发电计划完成率，
表示电厂在已知实际月发电量月份(1月到第m月)的累计发电进度：
表示电厂在未发电月份(第m+1月到12月)的累计发电进度：
其中，对于已发电的月份表示已知的实际月发电量，对于未发电的月份表示决策变量(寻优的月分解电量)；/>表示机组i的年发电量计划。
在本实施例中，所述于年中进行月度计划滚动分解时，还包括根据预设的约束条件对计算数据进行约束。对数据进行约束可以使得输入数据的使用更加贴近真实，以使计算输出的结果数据更加准确。
在本实施例中，所述约束条件，包括：
电量范围约束，保证机组发电量可行；
发电计划约束，保证寻优得到的发电量之和小于或等于年度发电计划，并加上正、负惩罚系数；
检修约束，在机组检修计划期间，机组不发电或供热；
中长期供热合同约束，保证供热量大于或等于供热物理合同；
供热价格约束，若供热价格具有弹性，则市场供热价格大于或等于0，确保进行弹性供热，可以联合优化供热计划与发电计划；若供热价格不具有弹性，则市场供热价格等于0，及不存在供热计划与发电计划联合寻优。
S3，输出所述各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据。
下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
1、输入输出介绍
1.1、输入数据：
i.各机组年度电量计划(数据由仿真提供的年度电量计划获得，此数据用户可修改)；
ii.各供热机组中长期供热物理合同(曲线、价格)，各供热机组弹性供热合同(量、价格)；
iii.月度实际电量；(数据由电厂每月统计数据获得)
iv.检修计划(数据由仿真提供的检修计划获得，此数据用户可修改)；
v.发电总成本(用户自行录入，或市场模拟仿真软件给出)；
vi.机组所属节点的中长期价格预测，用户输入置信度(默认95％)，取日节点电价最大值；
vii.机组台账信息，分别获取冬、夏最大出力，最小出力(用户提前录入)；
viii.机组供热参数曲线；
1.2、输出数据：
i.各机组月度电量计划、各供热机组月度供热量计划(用户自选负责供热的机组)；
2、算法介绍
i.年初对1-12月份进行月度分解时，直接使用年度发电计划中的1-12月发电计划；
ii.在年中进行月度计划滚动分解时，以电厂月度总体利润最大和年度计划完成率为优化目标，电厂月度总体利润模型如下
参数说明：
d：1～365，发电日期；
i：1～n，机组的序号(包含供热机组)；
c：1～m，供热机组的序号；
第i个机组的第d日发电量；
第i个机组的第d日节点价格；
第i个机组的第d日机组发电成本(不含热电联产部分)；
第c个机组的第d日供热量；
第c个机组的第d日节点供热价格；
第c个机组的第d日以热定电的发电量；
第c个机组的第d日热电联产的发电成本；
公式说明：
第一部分：供热机组通过供热获得的利润；
第二部分：供热机组以热定电的电量所获得的利润(该部分电量通过机组供热参数曲线获得的机组供热出力计算所得),利润计算受市场交易规则约束，保证该部分利润不小于0；
第三部分：以热定电以外的电量通过参加电力市场交易获得的利润。
年计划完成率目标如下：
公式说明：
为保证电厂各机组的发电进度均衡，以计算各机组年度计划完成率的一致性为寻优目标。计算流程：计算各机组的年发电计划完成率与电厂所有机组年发电计划完成率的均值之差的绝对值；对各机组对应的绝对值进行累加求和；对累加和进行最小值寻优。
参数说明：
NP：电厂机组的数量；
i：1～n，机组的序号；
机组i的年发电计划完成率，
表示电厂在已知实际月发电量月份(1月到第m月)的累计发电进度：
表示电厂在未发电月份(第m+1月到12月)的累计发电进度：
其中，对于已发电的月份表示已知的实际月发电量，对于未发电的月份表示决策变量(寻优的月分解电量)；/>表示机组i的年发电量计划。
约束条件包括，
1.电量范围约束，保证机组发电量可行；
2.发电计划约束，保证寻优得到的发电量之和小于等于年度发电计划，并加上正、负惩罚系数；
3.检修约束，在机组检修计划期间，机组不发电或供热；
4.中长期供热合同约束，保证供热量大于等于供热物理合同；
5.供热价格约束，若供热价格具有弹性，则市场供热价格大于等于0，确保进行弹性供热，可以联合优化供热计划与发电计划；若供热价格不具有弹性，则市场供热价格等于0，及不存在供热计划与发电计划联合寻优；
iii.算法针对月度滚动分解部分的多目标寻优问题，采用遗传算法实现发电机组年计划完成率均衡性目标与利润最大化目标的多目标寻优，采用线性优化实现单目标寻优，得到未发电月份的月电量计划，供热计划。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，其特征在于，包括：
获取机组电力数据信息，所述机组电力数据信息包括各机组年度电量计划和供热机组中长期供热物理合同、弹性供热合同；
于年初对1-12月份进行月度分解时，直接使用所述各机组年度电量计划中的1-12月发电计划；
于年中进行月度计划滚动分解时，建立电厂月度总体利润模型以计算电厂月度总体最大利润和年度计划完成率，对月度计划进行优化；
采用遗传算法实现发电机组年计划完成率均衡性目标与利润最大化目标的多目标寻优，采用线性优化算法进行单目标寻优，得到未发电月份的月电量计划，供热计划，得到各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据；
输出所述各机组月度电量计划和各供热机组月度供热量计划数据；
其中，对于所述电厂月度总体利润模型为：
；
其中，参数说明：
1~365，发电日期；
1~n，机组的序号；
1~m，供热机组的序号；
：第i个机组的第d日发电量；
：第i个机组的第d日节点价格；
：第/>个机组的第d日节点价格；
第i个机组的第d日机组发电成本；
：第c个机组的第d日供热量；
：第c个机组的第d日节点供热价格；
：第c个机组的第d日以热定电的发电量；
：第c个机组的第d日热电联产的发电成本；
对于所述计算年度计划完成率的公式为：
；
其中，参数说明：
：电厂机组的数量；
1~n，机组的序号；
：机组i的年发电计划完成率：
；
表示电厂在已知实际月发电量月份的累计发电进度：
；
表示电厂在未发电月份的累计发电进度：
；
其中，对于已发电的月份表示已知的实际月发电量，对于未发电的月份表示决策变量；/>表示机组i的年发电量计划。
2.如权利要求1所述的基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，其特征在于，所述机组电力数据信息还包括：月度实际电量数据、检修计划、发电总成本、中长期价格预测数据、机组台账信息和机组供热参数曲线。
3.如权利要求1所述的基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，其特征在于，所述于年中进行月度计划滚动分解时，还包括根据预设的约束条件对计算数据进行约束。
4.如权利要求3所述的基于电力现货市场价格的电厂月度发电计划分解方法，其特征在于，所述约束条件，包括：
电量范围约束，保证机组发电量可行；
发电计划约束，保证寻优得到的发电量之和小于或等于年度发电计划，并加上正、负惩罚系数；
检修约束，在机组检修计划期间，机组不发电或供热；
中长期供热合同约束，保证供热量大于或等于供热物理合同；
供热价格约束，若供热价格具有弹性，则市场供热价格大于或等于0，确保进行弹性供热，可以联合优化供热计划与发电计划；若供热价格不具有弹性，则市场供热价格等于0，及不存在供热计划与发电计划联合寻优。
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