CN110571861A - 一种发电机组的输出电量的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发电机组的输出电量的确定方法及装置,应用于电力系统,该电力系统包括新能源电源和具有多个常规发电机组的常规电源,通过将单位排放成本计入常规发电机组的单位运行成本中,并在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于全部常规发电机组的输出电量与新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。本发明能够提升所述电力系统的环保性能。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域,尤其涉及一种发电机组的输出电量的确定方法及装置。
背景技术
电力系统中往往通过多个发电机组提供电能,例如:煤电机组、气电机组、生物质发电机组、水电机组等常规发电机组以及风电、光伏等新能源发电机组。改变各个发电机组的组合方式,可以提升电力系统的经济性能,例如:在已知电力系统的负荷预测、水电计划、交换计划、燃料计划、网损修正、机组可用状态以及机组减发电功率计划等的情况下,编制规定周期内电力系统的各个发电机组的启停计划,然后按机组启停计划进行负荷经济分配,使所述电力系统的总的运行费用和启动费用降至最低,由于煤电机组、气电机组、生物质发电机组等,在发电的过程中,必将产生大量的排污,例如:烟气、煤渣、废水等,为了使这些排污达到排放的标准,必须对这些排污进行净化、过滤等处理。
在相关技术中,计算常规电源的发电机组的运行成本时,不考虑处理排污所消耗的成本,从而使得,在上述计算常规电源的发电机组的运行成本的计算结果不准确,根据上述不准确的计算结果制定电力系统的运行计划,将提升所述电力系统的生产成本以及增大所述电力系统的污染排放量,进一步的还降低了所述电力系统的环保性能。
因此,相关技术中的电力系统存在环保性能低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种发电机组的输出电量的确定方法及装置,以解决电力系统存在的环保性能低的问题。
为了达到上述目的,本发明是这样实现的:
一种发电机组的输出电量的确定方法,应用于电力系统,所述电力系统包括常规电源和新能源电源,所述常规电源包括n个常规发电机组,所述方法包括:
获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
第一方面,本发明实施例提供了一种发电机组的输出电量的确定方法,该方法应用于电力系统,所述电力系统包括常规电源和新能源电源,所述常规电源包括n个常规发电机组,所述方法包括:
获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
第二方面,本发明实施例还提供了一种发电机组的输出电量的确定装置,该装置应用于电力系统,所述电力系统包括常规电源和新能源电源,所述常规电源包括n个常规发电机组,所述装置包括:
获取模块,获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
第一确定模块,用于在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
第三方面,本发明实施例还提供另一种发电机组的输出电量的确定装置,包括:存储器、处理器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,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的发电机组的输出电量的确定方法中的步骤。
第四方面,本发明实施例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所述的发电机组的输出电量的确定方法中的步骤。
本发明实施例中,将单位排放成本计入常规发电机组的单位运行成本中,并在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于全部常规发电机组的输出电量与新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本,这样可以分别将因处理发电过程中产生的排污而产生的费用计入每一个常规发电机组的单位运行成本中,使最终确定的每一个常规发电机组的输出电量能够降低所述电力系统的排污成本,从而在降低所述电力系统的运行成本的同时,还能够提升所述电力系统的环保性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种发电机组的输出电量的确定方法的流程图;
图2是电力系统的电力电量平衡结果的示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定方法的流程图;
图4是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定方法的流程图;
图5是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定方法中在电力系统有调峰不足的情况下的流程图;
图6是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定方法中在电力系统无调峰不足的情况下的流程图;
图7是本发明实施例提供的一种发电机组的输出电量的确定装置的结构图;
图8是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提供的发电机组的输出电量的确定方法可以应用于电力系统,根据该发电机组的输出电量的确定方法确定的每一个发电机组的输出电量,制定所述电力系统的生产计划,从而安排多个发电机组的组合运行方式,可以减少所述电力系统的生产成本,并减少所述电力系统的污染物排放量,达到提升该电力系统的经济性能和环保性能的效果。
请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种发电机组的输出电量的确定方法的流程图,该方法应用于电力系统,且该电力系统包括常规电源和新能源电源,其中,所述常规电源包括n个常规发电机组,如图1所示,包括以下步骤:
步骤101、获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数。
其中,上述常规电源可以是火电厂、水电厂、生物质发电厂、核电站等输出电量可控的电源,上述新能源电源可以是风电场、光伏发电厂、潮汐发电厂等输出电量受到环境的影响,因此具有随机出力特性的电源。
另外,所述常规发电机组的单位运行成本,可以是该常规发电机组发出单位电量所消耗的成本,例如:煤电机组发出1MW的电量,需要消耗的煤、水等资源的成本、机械损耗成本以及单位排放成本,该单位排放成本可以是处理该煤电机组在发出1MW的电量的电过程中产生的烟气、废水等排污而消耗的成本。
通过本步骤,将单位排放成本计入常规发电机组的单位运行成本中,可以为步骤102中,确定每一个常规发电机组的输出电量,以减少每一个常规发电机组的总运行成本,提供运算基础,从而达到提升电力系统的经济性能和环保性能的目的。
步骤102、在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
其中,上述最小技术出力,是每一个常规发电机组在正常运行方式下的最小出力,该最小技术出力的值可以根据每一个常规发电机组的性能参数而不相同,而上述常规电源的最小技术出力是该常规电源所包含的n个常规发电机组的最小技术出力的总和,例如:如图2所示,是电力系统的电力电量平衡结果的示意图,其中,该电力系统包括常规发电机组:核电机组、煤电机组、气电机组和生物质发电机组,以及新能源发电机组:风电机组。另外,煤电机组、气电机组、生物质发电机组具有最小技术出力和可调出力,当风电机组的消纳电量增加时,可以相应的减少煤电机组、气电机组、生物质发电机组的可调出力,以提升新能源发电机组的消纳电量。
需要说明的是,当所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷时,表明该电力系统存在调峰不足的情况,此时就需要将全部或者部分常规发电机组的输出电量减小至低于上述最小技术出力。
当然,当所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于或者等于所述电力系统的总负荷时,表明该电力系统不存在调峰不足的情况。
另外,若常规发电机组的输出电量小于最小技术出力,则该常规发电机组可能运行于深度调峰运行方式或者停机运行方式,而当常规发电机组运行于深度调峰运行方式或者停机运行方式时,将增加该常规发电机组的运行成本或者对该常规发电机组造成较大的机械损耗。
另外,上述保证出力可以是,当新能源电源的输出电量根据环境情况而发生随机波动和变化时,取该新能源电源的输出电量的最小值作为保证出力,例如:风电场在过去一年内的最小输出电量。
而且,上述深度调峰成本可以是所述常规发电机组处于深度调峰运行方式下所消耗的成本,该成本可以是煤电机组进行深度调峰时消耗的煤、应改变运行方式而造成发电机组的机械损耗成本等。
需要说明的是,上述优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,可以是优先减少单位运行成本高的常规发电机组的输出电量,使部分常规发电机组处于深度调峰运行方式下或者停机运行方式下,再根据深度调峰成本以及启停机成本的高低决定该发电机组输出的深度调峰电量或者运行于停机运行方式。
其中,所述常规发电机组的单位运行成本小于该发电机组的深度调峰成本。因此,当全部常规发电机组的最小技术出力的总和再加上所述新能源电源的保证出力之后,仍然大于所述电力系统的总负荷时,需要使部分常规发电机组处于深度调峰或者停机的运行方式下,其中,深度调峰成本低的常规发电机组输出的深度调峰电量大于深度调峰成本高的常规发电机组输出的深度调峰电量。
另外,当调节常规发电机组的深度调峰电量后,常规电源的输出电量与新能源电源的保证出力之和仍然大于所述电力系统的总负荷时,就需要将部分常规发电机组停机,当电力系统的总负荷增大时,再开启这部分已经停机的常规发电机组,而常规发电机组进行启停机的过程中,将消耗大量的能源并对该常规发电机组造成大量的机械损耗,从而加大启停机成本,因此,当需要将部分常规发电机组停机时,优先将启停机成本低的常规发电机组停机。
这样,可以在所述电力系统达到电力电量平衡,且生产成本达到最低时,确定此时各个常规发电机组的输出电量。当然,还可以确定处于深度调峰运行方式下的常规发电机组的深度调峰电量,以及各个常规发电机组的启停机状态。
当然,上述发电机组的输出电量的确定方法还可以包括,在所述电力系统不存在调峰不足的情况下,按照上述单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组的输出电量,直至达到该常规发电机组的最大技术出力,在增加下一个单位运行成本比较低的常规发电机组的输出电量。从而使全部常规发电机组的输出电量与新能源电源的保证出力之和等于所述电力系统的总负荷。
或者,上述发电机组的输出电量的确定方法还可以包括,在所述电力系统不存在调峰不足的情况下,按照上述单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组的输出电量,直至达到该常规发电机组的最大技术出力,在增加下一个单位运行成本比较低的常规发电机组的输出电量,并同时增加新能源电源的消纳电量。从而使全部常规发电机组的输出电量与新能源电源的消纳电量之和等于所述电力系统的总负荷。
本发明实施例中,将单位排放成本计入常规发电机组的单位运行成本中,并在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于全部常规发电机组的输出电量与新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本,这样可以分别将因处理发电过程中产生的排污而产生的费用计入每一个常规发电机组的单位运行成本中,使最终确定的每一个常规发电机组的输出电量能够降低所述电力系统的排污成本,从而在降低所述电力系统的运行成本的同时,还能够提升所述电力系统的环保性能。
请参见图3,图3是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定方法的流程图,该方法应用于电力系统,且该电力系统包括常规电源和新能源电源,其中,所述常规电源包括:如图3所示,包括以下步骤:
步骤301、获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数。
可选的,上述步骤301可以采用公式ai=αi+βi+γi+δi,确定每一个常规发电机组的单位运行成本;
其中,ai是常规发电机组i单位运行成本,αi是常规发电机组i的单位运维成本,βi是常规发电机组i的单位燃料成本,γi是常规发电机组i的单位碳排放成本,δi是常规发电机组i的单位污染物排放成本,所述单位排放成本包括γi和δi。
其中,获取上述单位运维成本、单位燃料成本、单位碳排放成本、单位污染物排放成本的方式可以是根据历史成本数据计算得出。
需要说明的是,各类常规发电机组的单位运行成本的成分并不相同,,因此,当常规发电机组的单位运行成本不包括上述单位燃料成本、单位碳排放成本、单位污染物排放成本时,不包括的成本的值等于0,例如:煤电机组的单位运行成本包括单位燃料成本,而水电机组的单位运行成本不包括单位燃料成本,此时,水电机组的单位燃料成本等于0。
当然,上述单位运行成本还可以根据常规发电机组种类的不同而包括其他运行成本,例如:核电站的单位运行成本还可以包括放射物质的处理成本等。
本实施方式中,通过上述公式ai=αi+βi+γi+δi,依次计算每一个常规发电机组的单位运行成本,并将上述单位运维成本、单位燃料成本、单位碳排放成本、单位污染物排放成本分别计入单位运行成本中,可以提升所述单位运行成本的准确性。
步骤302、在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
可选的,步骤302可以包括以下具体步骤:
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,建立使所述电力系统的运行成本最小的目标函数并针对所述目标函数建立约束条件,使所述电力系统满足负荷平衡约束条件和机组运行约束条件;
其中,ai是常规发电机组i的单位运行成本,bi是常规发电机组i的单位深度调峰成本,ci是常规发电机组i的启停机成本,pmin_i是常规发电机组i的最小技术出力,是常规发电机组i的深度调峰电量,xi是常规发电机组i的状态变量,当xi=1时,表示常规发电机组i停机,当xi=0时,表示常规发电机组i不停机,i是小于或者等于n的正整数;
根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量。
需要说明的是,上述电力系统的运行成本可以包括各个常规发电机组的总运行成本、新能源的运行成本等,当系统存在调峰不足时,需要减少常规发电机组的输出电量,而新能源电源的保证出力不变,因此,通过求解常规发电机组的最低总运行成本的总和,便能够降低所述电力系统的运行成本。
其中,上述目标函数中的i可以依次取值:i=1,i=2,……,i=n,从而在得出该目标函数取最小值时,便表示上述n个常规发电机组的总运行成本达到最低,按照此时确定的每一个常规发电机组的输出电量,安排电力系统中各个发电机组的运行方式,便可以使所述电力系统的运行成本最低。
另外,上述约束条件中的机组运行约束条件可以根据发电机组的种类、运行参数、设备参数等而发生改变。例如:当所述常规发电机组包括煤电机组、气电机组、生物质常规发电机组以及水电机组时,所述目标函数的约束条件包括:
其中,pwater是所述水电机组的弃水总量,pshort是所述电力系统的调峰不足量;
其中,prated_i为煤电机组或者生物质发电机组i的装机容量,αi为所述煤电机组或者生物质常规发电机组i的最大调峰比例;以及,
pwater≤pmax,其中,pmax是所述水电机组的最大弃水量。
其中,上述弃水总量可以是水电站将蓄水库中的水排放掉而不利用该部分排放掉的水进行发电,则此时排放掉的水所能够产生的电量叫做弃水量;上述水电机组的最大弃水量可以根据水电站的蓄水量、水电机组的性能参数等而确定;上述最大调峰比例可以是发电机组处于最大调峰深度时,该发电机组的调峰电量与装机容量的比值;上述电力系统的调峰不足量可以是所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和与所述电力系统的总负荷之间的差值。
本实施例中,通过提供使电力系统的运行成本最低的目标函数,以及根据电力系统的负荷情况、各个发电机组的性能参数等确定的约束条件,通过对该目标函数的求解,可以得出每一个常规发电机组的输出电量。
可选的,上述每一个煤电机组和每一个生物质发电机组的单位深度调峰成本可以采用公式得出;
其中,bi是煤电机组或者生物质发电机组i的单位深度调峰成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位运维成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位燃料成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位碳排放成本,为是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位污染物排放成本。
需要说明的是,上述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间,也可以理解为煤电机组或者生物质发电机组i运行于深度调峰运行方式下,且上述计算常规发电机组的深度调峰成本的计算公式可以根据该常规发电机组的宗磊而发生改变,例如:水电机组不能进行深度调峰,而只能计算弃水量。
另外,上述单位运维成本,可以包括煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间发出单位电量所产生的损耗成本、维护成本等。
本实施例中,提供一种具体的计算方法,以确定每一个煤电机组或者生物质发电机组的单位深度调峰成本,从而便于确定常规发电机组的总运行成本。
可选的,所述常规电源包括至少两个水电机组,上述根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量的步骤,包括:
根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述煤电机组、气电机组或者生物质常规发电机组i在xi=0时的深度调峰电量pregulation_i和在xi=1时的停机调峰量pmin_i以及所述至少两个水电机组的弃水总量pwater;
按照所述至少两个水电机组的调节性能由弱到强的顺序,优先减少调节性能弱的水电机组的输出电量,直至所述至少两个水电机组的弃水量的总和等于所述弃水总量pwater,则确定每一个水电机组的输出电量。
其中,上述至少两个水电机组的调节性能根据水电机组的性能参数与水电站的需水量等而确定。
本实施方式中,可以在常规电源包括至少两个水电机组的情况下,按照每一个水电机组的调节性能进行排序,优先减少调节性能弱的水电机组的输出电量,直至该水电机组的弃水量达到最大值时便不再减小,从而可以在全部水电机组的弃水量之和等于所述总弃水量pwater的时候,能够确定每一个水电机组的弃水量和/或输出电量。
步骤303、在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和小于所述电力系统的总负荷的情况下,按照所述单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组的可调出力,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组在所述可调出力增加后的输出电量,其中,每一个常规发电机组的可调出力小于或者等于所述每一个常规发电机组的最大可调出力。
其中,当所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和小于所述电力系统的总负荷时,表示需要所述常规电源中的部分或者全部常规发电机组的输出电量将大于该常规发电机组的最小技术出力,或者还可以表示新能源电源的消纳电量大于保证出力,这样才能够确保所述电力系统的电量平衡。
其中,新能源电源的消纳电量受到环境因素和所述电力系统的消纳裕度的影响。
当然,在所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的最小技术出力与所述新能源的保证出力之和的情况下,还可以使每一个常规发电机组的输出电量等于该常规发电机组的最小技术出力,新能源电源的消纳电量等于该新能源电源的保证出力,或者,还可以按照使所述电力系统的运行成本最低的原则,增加部分单位运行成本低的常规发电机组的输出电力,并使部分单位运行成本高的常规发电机组运行于深度调峰或者停机运行方式下,或者,还可以提升新能源电源的消纳电量以减少所述常规发电机组的输出电量,只需要确保所述电力系统在电量平衡的条件下,达到运行成本最低的目的即可,例如:当所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和等于所述电力系统的总负荷,且水量充足的情况下,可以减少煤电机组的输出电量,并提升水电机组的输出电量,以达到减少资源损耗、降低运行成本并提升环保性能的效果。
步骤304、根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型,其中,所述概率模型用于进行新能源随机出力生产模拟。
其中,上述出力特性数据,可以是新能源电源在各个时刻的出力率,以及与该出力率对应的出力概率,其中,所述出力率是新能源电源的实际输出电量与装机容量的比值,可以是区间[0,1]内的任意值,例如:获取过去一年内风力发电厂的历史出力数据,通过概率统计,统计出全年每日8:00时新能源电源的出力率位于[0.21,0.22)之间的天数为20天,再以该天数除以全年天数365天,便得出8:00时与该出力率等于0.21对应的出力概率等于20/365≈0.055。并依此类推,得出新能源电源在每一时刻的出力率以及出力概率。
通过本步骤,可以通过上述概率模型模拟新能源电源在实际运行过程中的出力率情况,便于为步骤305中确定新能源电源的消纳电量提供基础。
步骤305、根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量,其中,所述电力系统的调峰裕度等于所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和与所述电力系统的总负荷之间的差值。
可选的,所述新能源电源包括至少两个新能源发电机组,所述根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型的步骤,包括:
分别获取所述至少两个新能源发电机组的出力特性数据,其中,所述出力特性数据包括在历史时间段内每一个新能源发电机组的出力率,以及与所述出力率对应的出力概率;
根据所述每一个新能源发电机组的所述出力概率,采用卷积运算,得到联合出力概率以及所述每一个新能源发电机组的贡献率;
所述根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量的步骤,包括:
根据所述联合出力概率、所述每一个新能源发电机组的贡献率以及所述电力系统的调峰裕度,确定每一个新能源发电机组的消纳电量。
其中,上述新能源发电机组可以属于同一类发电机组,也可以属于不同类型的发电机组。
例如,上述至少两个新能源发电机组可以是一个风力发电机组和一个光伏发电机组,此时,上述根据所述每一个新能源发电机组的所述出力概率,采用卷积运算,得到联合出力概率以及所述每一个新能源发电机组的贡献率的步骤,可以采用一下具体计算方法:
采用公式计算所述风力发电机组和所述光伏发电机组的联合出力概率,其中,wind(q)是所述风力发电机组的出力率等于q的出力概率,solar(p-q)是所述光伏发电机组的出力率等于(p-q)的出力概率,combine(p)是所述风力发电机组和所述光伏发电机组的联合出力率等于p时的联合出力概率;
采用公式计算所述风力发电机组和所述光伏发电机组的联合出力累计概率,其中,COMBINE(p)为所述风力发电机组和所述光伏发电机组的联合出力率等于p时的联合出力累积概率;
采用公式计算所述风力发电机组的贡献率,其中,为所述风力发电机组和所述光伏发电机组的总的出力率等于q时所述风力发电机组的贡献率;
采用公式计算所述光伏发电机组的贡献率,其中,solarrate(q)为所述风力发电机组和所述光伏发电机组的联合出力率等于q时所述光伏发电机组的贡献率。
另外,上述根据所述联合出力概率、所述每一个新能源发电机组的贡献率以及所述电力系统的调峰裕度,确定每一个新能源发电机组的消纳电量的步骤可以采用以下具体计算方法:
采用公式确定所述风力发电机组的全额电量,其中,Qwind为所述风力发电机组的全额电量,wind为所述风力发电机组的装机容量;
采用公式确定所述光伏发电机组的全额电量,其中,Qsolar为所述光伏发电机组的全额电量,solar为所述光伏发电机组的装机容量;
采用公式
确定所述电力系统对所述风力发电机组的消纳电量Qwind_accom,其中,s是与系统调峰裕度匹配的所述风力发电机组与所述光伏发电机组的联合出力率;
采用公式
确定所述电力系统对所述光伏发电机组的消纳电量Qsolar_accom。
本实施例中,提供一种确定每一种新能源发电机组的消纳电量的计算方法,当然,上述确定每一种新能源消纳电量的而方法还可以采用其他方法,在此不作具体限定。从而在所述新能源电源包括至少两个新能源发电机组的情况下,可以确定每一个新能源发发电机组的消纳电量。
本步骤中,通过采用上述概率模型,对新能源电源的随机出力进行模拟,再结合电力系统的调峰裕度,便能够确定所述新能源电源的消纳电量,从而为步骤306中根据所述新能源电源的消纳电量减少常规发电机组的输出电量提供基础。
步骤306、减少所述常规电源的输出电量,所述常规电源减少的输出电量等于所述新能源电源的消纳电量,其中,优先减少所述可调出力增加后的常规发电机组中单位运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至达到所述单位运行成本高的常规发电机组的最小技术出力。
需要说明的是,在上述新能源电源包括多个新能源发电机组的情况下,所述常规电源减少的输出电量等于全部新能源发电机组的消纳电量的总和。
本步骤中,由于常规电源在发电过程中需要消耗大量的能源、产生大量的排污等,从而造成运行成本的提升,因此,根据新能源电源的消纳电量减少常规电源的输出电量可以在确保电力系统电量平衡的前提下,减少常规电源的出力,即减少常规电源的运行成本和排污,从而达到提升电力系统的经济性能和环保性能的效果。
本发明实施例中,采用概率模型对新能源电源进行生产模拟以及根据常规电源的消纳裕度,得出每一个新能源电源的消纳电量,即常规电源能够减少的输出电量,这样能够减少常规发电机组的出力,并提升新能源电源的消纳电量,达到减少常规发电机组的运行成本以及减少常规发电机组的排污量,从而提升了所述电力系统的经济性能和环保性能。
请参见图4,本发明实施例还提供的另一种发电机组的输出电量的确定方法的流程图,该方法应用于电力系统,所述电力系统包括煤电机组、气电机组、生物质发电机组以及新能源电源,如图4所示,该方法包括以下步骤:
步骤401、获取电力系统的电力电量平衡结果。
其中,上述电力系统的电力电量平衡结果可以是,在典型日的电力电量平衡结果,例如:如图2中所示的包括常规发电机组的最小技术出力、可调出力等的电力电量平衡结果。
本步骤可以为后续步骤提供数据基础。
步骤402、逐时刻计算电力系统的调峰裕度。
本步骤中,根据步骤401中的电力电量平衡结果确定电力系统的调峰裕度
步骤403、判断电力系统是否出现调峰不足。
在步骤403之后,若电力系统出现调峰不足,则所述方法还包括以下步骤:
步骤4041、计算每一个煤电、气电、生物质发电机组的深度调峰量和停机调峰量。
其中,上述深度调峰量和停机调峰量用于减少所述电力系统中常规发电机组的输出电量,从而消除上述调峰不足的问题。
另外,优先减少上述常规发电机组中单位运行成本高的常规发电机组的输出电量,是所述电力系统的运行成本降低,其中,单位运行成本包括单位排放成本,这样可以减少所述电力系统的排污量,从而提升所述电力系统的环保性能。
步骤4042、计算每一个水电机组的弃水量。
其中,煤电、气电、生物质发电机组的深度调峰量和停机调峰量,以及水电机组的弃水量之和等于所述电力系统的调峰不足量。
通过步骤403、步骤4041以及步骤4042,可以确定,煤电、气电、生物质发电机组以及水电机组的运行方式以及输出的电量。
如图5所示,上述步骤4041与步骤4042,可以具体包括以下步骤:
步骤501、获取各时刻电力系统的调峰不足量。
步骤502、计算每一个煤电、生物质发电机组的深度调峰成本。
步骤503、建立优化函数。
其中,上述优化函数也可以称之为使所述电力系统的运行成本最小的目标函数,即其中,ai是常规发电机组i的单位运行成本,bi是常规发电机组i的单位深度调峰成本,ci是常规发电机组i的启停机成本,pmin_i是常规发电机组i的最小技术出力,是常规发电机组i的深度调峰电量,xi是常规发电机组i的状态变量,当xi=1时,表示常规发电机组i停机,当xi=0时,表示常规发电机组i不停机,i是小于或者等于n的正整数,n是常规发电机组的个数。
步骤504、计算每一个煤电、气电、生物质发电机组的深度调峰量和停机调峰量。
其中,按照上述优化函数,可以得出使所述电力系统的运行成本最小的运行方式,按照该运行方式安排生产计划,可以提升所述电力系统的经济性能和环保性能。
步骤505、计算每一个水电机组的弃水量。
通过步骤504与步骤505中对上述优化函数的求解,可以得出每一个常规发电机组的输出电量。
步骤506、输出计算结果。
本步骤中输出的每一个常规发电机组的输出电量的计算结果可用于步骤406中更新电力系统的电力电量平衡结果提供依据。
在步骤403之后,若电力系统未出现调峰不足,则所述方法还包括以下步骤:
步骤4051、计算每一个煤电、气电、生物质机组的发电出力。
其中,上述发电出力可以是未计入新能源的消纳电量时的发电出力。并根据单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组输出电量,直至该常规发电机组的输出电量达到最大技术出力时,在增加下一个常规发电机组的输出电量,从而使全部常规发电机组所增加的输出电量弥补所述电力系统的调峰不足量。
步骤4052、计算新能源电源的消纳电量。
步骤4053、计算每一个煤电、气电、生物质机组的输出电量。
其中,上述每一个煤电、气电、生物质机组的输出电量的总和加上所述新能源电源的消纳电量等于所述每一个煤电、气电、生物质机组的发电出力。
通过本步骤,可以根据新能源电源的消纳电量减少煤电、气电、生物质机组的输出电量,达到减少常规发电机组的运行成本和减少排污量的作用,从而提升了所述电力系统的经济性能和环保性能。
如图6所示,上述步骤4051至步骤4053具体包括以下步骤:
步骤601、获取各时刻电力系统的调峰裕度。
步骤602、计算每一个煤电、气电、生物质发电机组的单位运行成本。
步骤603、煤电、气电、生物质发电机组按经济性分别排序。
例如:生物质发电机组的单位运行成本小于煤电机组的单位运行成本并同时小于气电机组的单位运行成本,则经济性能排序为:生物质发电机组>煤电机组>气电机组。
步骤604、计算每一个煤电、气电、生物质发电机组的发电出力。
通过步骤601至步骤604,可以根据运行成本最低的原则,优先安排经济性好的常规发电机组进行发电,直至达到该经济性好的常规发电机组的最大技术处理,在安排上述经济性能排序中的下一个常规发电机组进行发电,从而得出每一个煤电、气电、生物质发电机组的发电出力。
步骤605、获取新能源电源的出力特性数据。
步骤606、新能源电源随机出力生产模拟。
通过步骤605和步骤606可以得出新能源电源随机出力生产的概率模型,即新能源电源的出力率与出力概率之间的关系。
需要说明的是,上述步骤601至步骤604与步骤605至步骤606的顺序可以交换或者同时进行,上述步骤的编号不对其顺序进行限定。
步骤607、计算新能源电源的消纳电量。
通过步骤601至步骤604中获得的每一个常规发电机组的发出电力和步骤605至步骤606中获得的新能源电源的概率模型,进行随机生成模拟,可以得出新能源电源的消纳电量。
步骤608、煤电、气电、生物质发电机组按经济性一起排序。
例如:第一生物质发电机组的单位运行成本小于第二生物质发电机组的单位运行成本,并同时小于第一气电机组的单位运行成本,则经济性能排序为:第一生物质发电机组>第二生物质发电机组>第一气电机组。
步骤609、计算每一个煤电、气电、生物质发电机组减少的输出电量。
其中,按照步骤603中的经济性排序优先减小经济性低的常规发电机组的输出电量,直至达到该经济性低的常规发电机组的最小技术出力,在减小上述经济性排序中的下一个常规发电机组的输出电量。从而使电力系统完成对上述新能源消纳电量的消纳。
通过步骤608至步骤609,可以将新能源电源的消纳电量纳入电力系统中,并同时减少运行成本高的常规发电机组的出力,以使所述电力系统在电力电量平衡的前提下,达到提升经济性能和环保性能的效果。
步骤610、输出计算结果。
根据本步骤输出的计算结果可用于步骤406中更新电力电量平衡结果。
在步骤4042或者步骤4053之后,所述方法还包括:
步骤406、更新电力电量平衡结果。
其中,根据步骤4041与步骤4042可以在所述电力系统出现调峰不足的情况下,减少常规发电机组的输出电量,并根据该减少常规发电机组的输出电量的结果而更新电力电量平衡结果时,能够确保电力系统的稳定。
另外,根据步骤4051至步骤4053,可以在所述电力系统未出现调峰不足的情况下,增加新能源电源的消纳电量,同时减少常规发电机组的输出电量,根据该结果确定的各个常规发电机组与新能源电源的消纳电量而更新电力电量平衡结果时,能够减少常规发电机组的输出电量,从而提升所述电力系统的经济性能和环保性能。
步骤407、输出计算结果。
通过本步骤中输出的更新后的电力电量平衡计算结果,可以确定在该更新后的电力电量平衡计算结果中,每一个常规发电机组的输出电量。
本发明实施例能够实现如图3所示的方法实施例中的各个步骤,并达到相同的有益效果,为避免重复,在此不再赘述。
请参见图7,本发明实施例还提供一种发电机组的输出电量的确定装置700,该装置700应用于电力系统,所述电力系统包括常规电源和新能源电源,所述常规电源包括n个常规发电机组,如图7所示所述装置700包括:
获取模块701,用于获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
第一确定模块702,用于在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
可选的,所述第一确定模块702,包括:
建模单元,用于在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,建立使所述电力系统的运行成本最小的目标函数 并针对所述目标函数建立约束条件,使所述电力系统满足负荷平衡约束条件和机组运行约束条件;
其中,ai是常规发电机组i的单位运行成本,bi是常规发电机组i的单位深度调峰成本,ci是常规发电机组i的启停机成本,pmin_i是常规发电机组i的最小技术出力,是常规发电机组i的深度调峰电量,xi是常规发电机组i的状态变量,当xi=1时,表示常规发电机组i停机,当xi=0时,表示常规发电机组i不停机,i是小于或者等于n的正整数;
第一确定单元,用于根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量。
可选的,所述发电机组的输出电量的确定装置700还包括:
第二确定模块,用于在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和小于所述电力系统的总负荷的情况下,按照所述单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组的可调出力,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组在所述可调出力增加后的输出电量,其中,每一个常规发电机组的可调出力小于或者等于所述每一个常规发电机组的最大可调出力;
建模模块,用于根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型,其中,所述概率模型用于进行新能源随机出力生产模拟;
第三确定模块,用于根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量,其中,所述电力系统的调峰裕度等于所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和与所述电力系统的总负荷之间的差值;
第四确定模块,用于按照单位运行成本由高到低的顺序,优先减少所述单位运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述常规电源减少的输出电量等于所述新能源电源的消纳电量,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,每一个常规发电机组的输出电量大于或者等于所述每一个常规发电机组的最小技术出力。
可选的,所述获取模块701,包括:
第二确定单元,用于采用公式ai=αi+βi+γi+δi,确定每一个常规发电机组的单位运行成本;
其中,ai是常规发电机组i单位运行成本,αi是常规发电机组i的单位运维成本,βi是常规发电机组i的单位燃料成本,γi是常规发电机组i的单位碳排放成本,δi是常规发电机组i的单位污染物排放成本,其中,所述单位排放成本包括γi和δi。
可选的,所述新能源电源包括至少两个新能源发电机组,所述建模模块,包括:
获取单元,用于分别获取所述至少两个新能源发电机组的出力特性数据,其中,所述出力特性数据包括在历史时间段内每一个新能源发电机组的出力率,以及与所述出力率对应的出力概率;
第一计算单元,用于根据所述每一个新能源发电机组的所述出力概率,采用卷积运算,得到联合出力概率以及所述每一个新能源发电机组的贡献率;
所述第三确定模块包括:
第三确定单元,用于根据所述联合出力概率、所述每一个新能源发电机组的贡献率以及所述电力系统的调峰裕度,确定每一个新能源发电机组的消纳电量。
可选的,所述常规发电机组包括煤电机组、气电机组、生物质常规发电机组以及水电机组,所述建模单元的目标函数包括以下约束条件:
其中,pwater是所述水电机组的弃水总量,pshort是所述电力系统的调峰不足量;
其中,prated_i为煤电机组或者生物质发电机组i的装机容量,αi为所述煤电机组或者生物质常规发电机组i的最大调峰比例;以及,
pwater≤pmax,其中,pmax是所述水电机组的最大弃水量。
可选的,所述装置700还包括:
计算模块,用于采用公式得出每一个煤电机组和每一个生物质发电机组的单位深度调峰成本;
其中,bi是煤电机组或者生物质发电机组i的单位深度调峰成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位运维成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位燃料成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位碳排放成本,为是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位污染物排放成本。
可选的,所述常规电源包括至少两个水电机组,所述第一确定单元,包括:
第一确定子单元,用于根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述煤电机组、气电机组或者生物质常规发电机组i在xi=0时的深度调峰电量pregulation_i和在xi=1时的停机调峰量pmin_i以及所述至少两个水电机组的弃水总量pwater;
第二确定子单元,用于按照所述至少两个水电机组的调节性能由弱到强的顺序,优先减少调节性能弱的水电机组的输出电量,直至所述至少两个水电机组的弃水量的总和等于所述弃水总量pwater,则确定每一个水电机组的输出电量。
本发明实施例所提供的发电机组的输出电量的确定装置,能够实现上述方法实施例中的各个步骤,并取得相同的有益效果,为避免重复,在此不再赘述。
请参见图8,图8是本发明实施例提供的另一种发电机组的输出电量的确定装置的结构图,如图3所示,该发电机组的输出电量的确定装置包括:收发机301、存储器302、处理器303及存储在所述存储器302上并可在所述处理器303上运行的计算机程序,其中:
所述处理器303用于读取存储器302中的程序,执行下列过程:
获取n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
在常规电源的最小技术出力与新能源电源的保证出力之和大于电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
可选的,所述处理器303执行的所述在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量的步骤,包括:
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,建立使所述电力系统的运行成本最小的目标函数并针对所述目标函数建立约束条件,使所述电力系统满足负荷平衡约束条件和机组运行约束条件;
其中,ai是常规发电机组i的单位运行成本,bi是常规发电机组i的单位深度调峰成本,ci是常规发电机组i的启停机成本,pmin_i是常规发电机组i的最小技术出力,是常规发电机组i的深度调峰电量,xi是常规发电机组i的状态变量,当xi=1时,表示常规发电机组i停机,当xi=0时,表示常规发电机组i不停机,i是小于或者等于n的正整数;
根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量。
可选的,处理器还执行下列过程:
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和小于所述电力系统的总负荷的情况下,按照所述单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组的可调出力,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组在所述可调出力增加后的输出电量,其中,每一个常规发电机组的可调出力小于或者等于所述每一个常规发电机组的最大可调出力;
根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型,其中,所述概率模型用于进行新能源随机出力生产模拟;
根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量,其中,所述电力系统的调峰裕度等于所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和与所述电力系统的总负荷之间的差值;
按照单位运行成本由高到低的顺序,优先减少所述单位运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述常规电源减少的输出电量等于所述新能源电源的消纳电量,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,每一个常规发电机组的输出电量大于或者等于所述每一个常规发电机组的最小技术出力。
可选的,所述处理器303执行的所述获取所述n个常规发电机组的单位运行成本的步骤,包括下列过程:
采用公式ai=αi+βi+γi+δi,确定每一个常规发电机组的单位运行成本;
其中,ai是常规发电机组i单位运行成本,αi是常规发电机组i的单位运维成本,βi是常规发电机组i的单位燃料成本,γi是常规发电机组i的单位碳排放成本,δi是常规发电机组i的单位污染物排放成本,其中,所述单位排放成本包括γi和δi。
可选的,所述新能源电源包括至少两个新能源发电机组,所述处理器303执行的所述根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型的步骤,包括下列过程:
分别获取所述至少两个新能源发电机组的出力特性数据,其中,所述出力特性数据包括在历史时间段内每一个新能源发电机组的出力率,以及与所述出力率对应的出力概率;
根据所述每一个新能源发电机组的所述出力概率,采用卷积运算,得到联合出力概率以及所述每一个新能源发电机组的贡献率;
所述处理器303执行的所述根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量的步骤,包括下列过程:
根据所述联合出力概率、所述每一个新能源发电机组的贡献率以及所述电力系统的调峰裕度,确定每一个新能源发电机组的消纳电量。
可选的,所述常规发电机组包括煤电机组、气电机组、生物质常规发电机组以及水电机组,所述目标函数的约束条件包括:
其中,pwater是所述水电机组的弃水总量,pshort是所述电力系统的调峰不足量;
其中,prated_i为煤电机组或者生物质发电机组i的装机容量,αi为所述煤电机组或者生物质常规发电机组i的最大调峰比例;以及,
pwater≤pmax,其中,pmax是所述水电机组的最大弃水量。
可选的,所述处理器303在执行所述在所述电力系统存在所述调峰不足的情况下,建立使所述电力系统的运行成本最小的目标函数 的步骤之前,所述处理器303还执行下列过程:
采用公式得出每一个煤电机组和每一个生物质发电机组的单位深度调峰成本;
其中,bi是煤电机组或者生物质发电机组i的单位深度调峰成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位运维成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位燃料成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位碳排放成本,为是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位污染物排放成本。
可选的,所述常规电源包括至少两个水电机组,所述处理器303执行的所述根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量的步骤,包括下列过程:
根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述煤电机组、气电机组或者生物质常规发电机组i在xi=0时的深度调峰电量pregulation_i和在xi=1时的停机调峰量pmin_i以及所述至少两个水电机组的弃水总量pwater;
按照所述至少两个水电机组的调节性能由弱到强的顺序,优先减少调节性能弱的水电机组的输出电量,直至所述至少两个水电机组的弃水量的总和等于所述弃水总量pwater,则确定每一个水电机组的输出电量。
本发明实施例所提供的发电机组的输出电量的确定装置能够实现上述方法实施例中的各个步骤,并取得相同的有益效果,为避免重复,在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的发电机组的输出电量的确定方法中的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露方法和装置,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,所述单元的划分,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,例如多个单元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,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理包括,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述信息数据块的处理方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发电机组的输出电量的确定方法,应用于电力系统,其特征在于,所述电力系统包括常规电源和新能源电源,所述常规电源包括n个常规发电机组,所述方法包括:
获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量的步骤,包括:
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,建立使所述电力系统的运行成本最小的目标函数并针对所述目标函数建立约束条件,使所述电力系统满足负荷平衡约束条件和机组运行约束条件;
其中,ai是常规发电机组i的单位运行成本,bi是常规发电机组i的单位深度调峰成本,ci是常规发电机组i的启停机成本,pmin_i是常规发电机组i的最小技术出力,pregulation_i是常规发电机组i的深度调峰电量,xi是常规发电机组i的状态变量,当xi=1时,表示常规发电机组i停机,当xi=0时,表示常规发电机组i不停机,i是小于或者等于n的正整数;
根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和小于所述电力系统的总负荷的情况下,按照所述单位运行成本由低到高的顺序,优先增加单位运行成本低的常规发电机组的可调出力,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组在所述可调出力增加后的输出电量,其中,每一个常规发电机组的可调出力小于或者等于所述每一个常规发电机组的最大可调出力;
根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型,其中,所述概率模型用于进行新能源随机出力生产模拟;
根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量,其中,所述电力系统的调峰裕度等于所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和与所述电力系统的总负荷之间的差值;
按照单位运行成本由高到低的顺序,优先减少所述单位运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述常规电源减少的输出电量等于所述新能源电源的消纳电量,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,每一个常规发电机组的输出电量大于或者等于所述每一个常规发电机组的最小技术出力。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述n个常规发电机组的单位运行成本的步骤,包括:
采用公式ai=αi+βi+γi+δi,确定每一个常规发电机组的单位运行成本;
其中,ai是常规发电机组i单位运行成本,αi是常规发电机组i的单位运维成本,βi是常规发电机组i的单位燃料成本,γi是常规发电机组i的单位碳排放成本,δi是常规发电机组i的单位污染物排放成本,所述单位排放成本包括γi和δi。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述新能源电源包括至少两个新能源发电机组,所述根据所述新能源电源的出力特性数据,建立概率模型的步骤,包括:
分别获取所述至少两个新能源发电机组的出力特性数据,其中,所述出力特性数据包括在历史时间段内每一个新能源发电机组的出力率,以及与所述出力率对应的出力概率;
根据所述每一个新能源发电机组的所述出力概率,采用卷积运算,得到联合出力概率以及所述每一个新能源发电机组的贡献率;
所述根据所述概率模型和所述电力系统的调峰裕度,确定所述新能源电源的消纳电量的步骤,包括:
根据所述联合出力概率、所述每一个新能源发电机组的贡献率以及所述电力系统的调峰裕度,确定每一个新能源发电机组的消纳电量。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述常规发电机组包括煤电机组、气电机组、生物质常规发电机组以及水电机组,所述目标函数的约束条件包括:
其中,pwater是所述水电机组的弃水总量,pshort是所述电力系统的调峰不足量;
0≤pregulation_i≤pmin_i-(1-αi)prated_i,其中,prated_i为煤电机组或者生物质发电机组i的装机容量,αi为所述煤电机组或者生物质常规发电机组i的最大调峰比例;以及,
pwater≤pmax,其中,pmax是所述水电机组的最大弃水量。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述在所述电力系统存在所述调峰不足的情况下,建立使所述电力系统的运行成本最小的目标函数 的步骤之前,所述方法还包括:
采用公式得出每一个煤电机组和每一个生物质发电机组的单位深度调峰成本;
其中,bi是煤电机组或者生物质发电机组i的单位深度调峰成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位运维成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位燃料成本,是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位碳排放成本,为是所述煤电机组或者生物质发电机组i在深度调峰期间的单位污染物排放成本。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述常规电源包括至少两个水电机组,所述根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述每一个常规发电机组的输出电量的步骤,包括:
根据所述目标函数在所述约束条件下的最小取值,确定所述煤电机组、气电机组或者生物质常规发电机组i在xi=0时的深度调峰电量pregulation_i和在xi=1时的停机调峰量pmin_i以及所述至少两个水电机组的弃水总量pwater;
按照所述至少两个水电机组的调节性能由弱到强的顺序,优先减少调节性能弱的水电机组的输出电量,直至所述至少两个水电机组的弃水量的总和等于所述弃水总量pwater,则确定每一个水电机组的输出电量。
9.一种发电机组的输出电量的确定装置,应用于电力系统,其特征在于,所述电力系统包括常规电源和新能源电源,所述常规电源包括n个常规发电机组,所述装置包括:
获取模块,用于获取所述n个常规发电机组的单位运行成本,所述单位运行成本包括单位排放成本,其中,所述单位运行成本是指产生单位电量所消耗的成本,所述单位排放成本包括处理产生单位电量所产生的排污所消耗的成本,n是正整数;
第一确定模块,用于在所述常规电源的最小技术出力与所述新能源电源的保证出力之和大于所述电力系统的总负荷的情况下,按照总运行成本由高到低的顺序,优先减少所述总运行成本高的常规发电机组的输出电量,直至所述电力系统的总负荷等于所述常规电源的输出电量与所述新能源电源的保证出力之和,则确定每一个常规发电机组的输出电量,其中,所述常规发电机组的总运行成本包括所述单位运行成本、单位深度调峰成本以及启停机成本。
10.一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权利要求1至8中任意一项所述的发电机组的输出电量的确定方法中的步骤。
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