CN112085352A - 一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法及系统，其包括：S1、获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数；S2、建立日前现货市场次日运行计划的优化调度模型，并给定约束条件；S3、确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划；S4、以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，建立热电厂出力范围模型；S5、计算次日各时段热电厂出力范围；S6、对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点；S7、按照边际成本计算每个分段的分段价格；本发明能够确定各时段热电厂出力范围，根据市场规则分段，计算各分段边际成本作为申报价格，为热电厂参与市场竞争提供了可行的报价方法。

Description

一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统调度技术领域，尤其涉及一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法及系统。
背景技术
当前，我国正在积极推进电力现货市场建设，国内首批八个电力现货市场试点已经先后开展结算试运行。从八个试点来看，其日前现货市场基本采用全电量申报、集中优化出清的模式开展。在采用该模式的日前市场中，发电厂的次日发电计划曲线由市场交易中心根据所有发电厂在日前现货市场中的报价，以购电成本最低或社会效益最大为目标，以低价优先为原则，采用集中优化出清算法确定。
在这样一个市场环境下，对于无法影响市场价格的价格接受者角色的热电厂，需要根据预测的次日各时段市场价格，在考虑厂内各类设备运行特性及相互耦合关系的基础上，以自身利润最大化为目标，优化确定次日各时段的产量计划。但是理论上来说，若想实现最优的运行计划，需要保证两点：1.实际价格与预测价格相同；2.在每时段热电厂运行计划点的报价小于等于中标电价。事实上，预测价格并不是完全准确的，那么如何构建报价曲线，以在实际价格与预测价格相差不大时，能够在现货市场实现最优运行计划，或者在预测价格与实际价格相差较大时，仍能保证一定的收益呢？这是电力现货市场中参与投标的热电厂亟需解决的问题。
发明内容
基于此，为解决现有技术所存在的不足，特提出了一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法，所述热电厂内具有多种类型的改造热电机组与电热解耦设备，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数，所述系统参数包括热电厂的各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；
S2、建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型，并给定约束条件；
S3、基于所述优化调度模型，确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划；
S4、以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，建立热电厂出力范围模型，所述热电厂出力范围模型以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为约束条件建立；
S5、计算次日各时段热电厂出力范围以获取报价参考数据；
S6、对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点，所述的分段过程包括：以每时段热电厂运行计划点
Figure BDA0002644318320000021
为分割点，对热电厂出力范围即上网电功率范围进行第一次分段；对第一次分段后两段进行均匀划分以获得若干热电厂可申报的出力点，其记为
Figure BDA0002644318320000022
Figure BDA0002644318320000023
则对应分段价格记为M2、…、MN；
S7、按照边际成本计算每个分段的分段价格即申报价格，其中所述计算公式为：
Figure BDA0002644318320000024
其中，
Figure BDA0002644318320000025
为热电厂的在t时段的热出力，其与热负荷相等，
Figure BDA0002644318320000026
为在电出力为Pi e,t，热出力为
Figure BDA0002644318320000027
时热电厂的总煤耗，i∈[2,N]；同时，为保证最小出力中标，对
Figure BDA0002644318320000028
段进行申报最低限价。
可选的，在其中一个实施例中，在所述S2中，所述优化调度模型的目标函数为使得所设定的周期内的热电厂利润最大，其对应的公式为
Figure BDA0002644318320000029
其中，第一部分为热电销售收益函数，第二部分为运行成本函数；
Figure BDA00026443183200000210
分别为热电厂在次日t时段的上网电功率和注入热网的供热功率，单位(MW)；λe,t、λh,t分别为该时段的上网电价与销售热价，单位：￥/MWh；τ为该时段的时段长度，单位：小时(h)；ρ为折算的等值煤价，单位：￥/t；
Figure BDA00026443183200000220
为该时段全厂煤耗量，单位：吨(t)；同时所述优化调度模型的约束条件包含热供需平衡、机组的运行限制及蓄热罐和电锅炉的运行限制条件；
每时段全厂煤耗量由下式求取：
Figure BDA00026443183200000211
其中，n1、n2、n3分别为抽汽机组、含低压缸灵活切除的抽汽机组、抽背机组台数；
Figure BDA00026443183200000212
为传统抽凝式机组i在t时段的煤耗量；
Figure BDA00026443183200000213
为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段的煤耗量；
Figure BDA00026443183200000214
抽背式机组j在t时段的煤耗量，单位均为：吨(t)；T为周期；
热电厂在次日t时段的上网电功率由下式表示：
Figure BDA00026443183200000215
其中，Ce为该热电厂用电率；
Figure BDA00026443183200000216
为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率；
Figure BDA00026443183200000217
为抽凝式机组i在t时段的发电功率；
Figure BDA00026443183200000218
为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时刻的发电功率；
Figure BDA00026443183200000219
为抽背机组j在t时段的发电功率；
热电厂在次日t时段的上网热功率由下式表示：
Figure BDA0002644318320000031
其中，
Figure BDA0002644318320000032
为热电厂所配蓄热罐在t-1时段的储热量；ηHA通过时段间散热损失率(1-ηHA)计算获得；
Figure BDA0002644318320000033
为热电厂所配电锅炉在t时段的补偿供热功率；
Figure BDA0002644318320000034
表示抽凝式机组i在t时段的供热功率；
Figure BDA0002644318320000035
表示具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时刻的供热功率；
Figure BDA0002644318320000036
表示抽背机组j在t时段的供热功率。
传统抽凝式机组的运行煤耗由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000037
其中，ai、bi、ci、均为抽凝式机组i在纯凝工况下的煤耗系数，各自的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cv,i表示在抽凝机组i进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
低压缸切除后机组的煤耗系数由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000038
其中，ap、bp、cp均为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在纯凝工况下的煤耗系数，各自对应的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cv,p表示在具有低压缸切除能力的抽凝机组p进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
抽背供热机组的煤耗系数由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000039
其中，aj、bj、cj均为抽背式机组j运行在背压工况下的煤耗系数，各自对应的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cm1,j为抽背式机组j低压缸排汽供热汽流的电热比。
可选的，在其中一个实施例中，所述机组的运行限制条件包括：
(1)传统抽凝式机组约束条件，其包括传统抽凝式机组运行区间约束条件以及传统抽凝式机组爬坡率约束条件；其中，所述传统抽凝式机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure BDA00026443183200000310
其中，
Figure BDA00026443183200000311
为纯凝工况下机组i的最大和最小出力；
Figure BDA00026443183200000312
为机组i电热特性常数；cm,i为抽汽式热电机组i在背压工况下电功率和热功率比值；
其中，所述传统抽凝式机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000041
其中，Pup,i、Pdn,i分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率。
(2)低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束，其包括低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件和低压缸灵活切除改造后的抽汽机组爬坡率约束条件；其中，低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000042
其中，
Figure BDA0002644318320000043
表示第p台低压缸切除改造机组的切缸状态：本公式中1表示切除低压缸，0表示未切除；
Figure BDA0002644318320000044
和
Figure BDA0002644318320000045
分别表示机组在抽汽、背压状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000046
是该台机组进汽量保持不变即切除前后等煤耗时，切除低压缸所增加的热出力；
Figure BDA0002644318320000047
为未切除状态时机组p的最大供热功率；
Figure BDA0002644318320000048
分别表示机组在未切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000049
分别表示机组在切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA00026443183200000410
为纯凝工况下机组p的最大和最小出力；cm,p为机组p在背压工况下电功率和热功率的比值；
Figure BDA00026443183200000411
为机组p的电热特性常数；
Figure BDA00026443183200000412
为机组p在背压工况下的最小供热功率；
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000051
其中，Pup,p、Pdn,p分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；
(3)抽汽-高背压机组运行约束条件，其包括：抽汽-高背压机组运行区间约束条件和抽汽-高背压机组爬坡率约束条件；所述抽汽-高背压机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000052
其中，
Figure BDA0002644318320000053
和
Figure BDA0002644318320000054
分别为第j台抽背式机组在t时段的发电功率与供热功率；cm1,j、cm2,j分别为该台机组运行于纯背压工况、最大抽汽工况时的电热比；
Figure BDA0002644318320000055
Figure BDA0002644318320000056
为第j台机组纯背压工况下的最大、最小电出力；
Figure BDA0002644318320000057
为该台机组最大的供热功率；
所述抽汽-高背压机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000058
其中，
Figure BDA0002644318320000059
为t时刻抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；
Figure BDA00026443183200000510
为t-1时刻抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；Pup,j、Pdn,j分别表示高背压改造的抽汽机组的上、下爬坡率；
蓄热罐约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000061
其中，
Figure BDA0002644318320000062
为蓄热罐储热容量，
Figure BDA0002644318320000063
和
Figure BDA0002644318320000064
分别为最大储、放热功率；
电锅炉约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000065
其中，
Figure BDA0002644318320000066
为电锅炉容量，ηEB为电转热效率；
Figure BDA0002644318320000067
分别为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率和补偿供热功率；
热供需平衡约束由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000068
其中，
Figure BDA0002644318320000069
为供热对象在t时段的热负荷。
可选的，在其中一个实施例中，S4中的目标函数对应的公式为：
Figure BDA00026443183200000610
Figure BDA00026443183200000611
其中，n1、n2、n3分别为抽汽机组、含低压缸灵活切除的抽汽机组、抽背机组台数，
Figure BDA00026443183200000612
分别为热电厂在该时段最大电出力和最小电出力，
Figure BDA00026443183200000613
分别表示抽凝式机组i、具有低压缸切除能力的抽凝机组p和抽背机组j在t时段的发电功率，Ce为该厂用电率；
Figure BDA00026443183200000614
为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率。
可选的，在其中一个实施例中，S4中的约束条件包含热供需平衡约束条件、机组的运行限制约束条件；其中，机组的运行限制约束条件包括传统抽凝式机组约束条件、低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束条件和抽汽-高背压机组运行约束条件；所述传统抽凝式机组约束条件包括传统抽凝式机组运行区间约束条件和爬坡率约束条件；传统抽凝式机组运行区间约束条件为
Figure BDA0002644318320000071
其中，cv,i、为机组i在背压工况下电功率和热功率的比值；cm,i为机组i在进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
Figure BDA0002644318320000072
表示抽凝式机组i在t时段的发电功率与供热功率；
Figure BDA0002644318320000073
为抽凝式机组i的最大供热功率，
Figure BDA0002644318320000074
为纯凝工况下机i的最大和最小出力；
Figure BDA0002644318320000075
为机组i的电热特性常数；
所述爬坡率约束条件为：
Figure BDA0002644318320000076
其中，Pup,i、Pdn,i分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束条件包括低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件和爬坡率约束条件：低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件为
Figure BDA0002644318320000081
其中，
Figure BDA0002644318320000082
表示第p台低压缸切除改造机组的切缸状态：下标1为切除低压缸，下标0为未切除；
Figure BDA0002644318320000083
为未切除状态时机组p的最大供热功率；cv,p为机组p在背压工况下电功率和热功率的比值；cm,p为机组p在进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
Figure BDA0002644318320000084
分别表示机组在未切除状态的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000085
分别表示机组在切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000086
是该台机组进汽量保持不变时，切除低压缸所增加的热出力，
Figure BDA0002644318320000087
分别为纯凝工况下机组p的最大和最小出力；
Figure BDA0002644318320000088
为机组p的电热特性常数；
Figure BDA0002644318320000089
为机组p在背压工况下的最小供热功率；
Figure BDA00026443183200000810
Figure BDA00026443183200000811
表示具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段对外的发电功率与供热功率；低压缸灵活切除改造后的抽汽机组的爬坡率约束条件为：
Figure BDA00026443183200000812
所述抽汽-高背压机组运行约束条件包括：抽汽-高背压机组运行区间约束条件与抽汽-高背压机组爬坡率约束条件；所述抽汽-高背压机组运行区间约束条件为：
Figure BDA0002644318320000091
其中，
Figure BDA0002644318320000092
和
Figure BDA0002644318320000093
分别为第j台抽背式机组在t时段的发电功率与供热功率，cm1,j、cm2,j分别为该台机组运行于纯背压工况、最大抽汽工况时的电热比；
Figure BDA0002644318320000094
分别为第j台机组纯背压工况下的最大、最小电出力；
Figure BDA0002644318320000095
为该台机组最大的供热功率；
抽汽-高背压机组爬坡率约束条件：
Figure BDA0002644318320000096
其中，
Figure BDA0002644318320000097
为t时段抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；Pup,j、Pdn,j分别表示高背压改造的抽汽机组的上、下爬坡率；
所述热供需平衡约束条件为：
Figure BDA0002644318320000098
其中，
Figure BDA0002644318320000099
指供热对象在t时段的热负荷。
可选的，在其中一个实施例中，所述S7中，各时段热电厂全厂煤耗量
Figure BDA00026443183200000910
由下式求取：
Figure BDA00026443183200000911
其中，
Figure BDA00026443183200000912
为传统抽凝式机组i在t时段的煤耗量；
Figure BDA00026443183200000913
具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段的煤耗量；
Figure BDA0002644318320000101
抽背式机组j在t时段的煤耗量，单位均为：吨(t)；
Figure BDA0002644318320000102
由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000103
其中，ai、bi、ci均为抽凝式机组i在纯凝工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure BDA0002644318320000104
由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000105
其中，ap、bp、cp均为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在纯凝工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure BDA0002644318320000106
由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000107
其中，aj、bj、cj均均为抽背式机组j运行在背压工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h。
此外，还提出了一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化系统，所述系统应用于具有多种类型的改造热电机组与电热解耦设备的热电厂，其特征在于，包括：
参数预测单元，其用于获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数，所述系统参数包括热电厂的各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；
利润计算单元，其用于以所设定的周期内的热电厂利润最大为目标函数，建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型以及并给定约束条件；
计划选择单元，其能够基于所述优化调度模型，确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划。
出力范围计算单元，其用于以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为约束条件建立热电厂出力范围模型；并计算次日各时段热电厂出力范围以获取报价参考数据；
出力分段单元，其用于对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点，所述的分段过程包括：以每时段热电厂运行计划点
Figure BDA0002644318320000108
为分割点，对热电厂出力范围即上网电功率范围进行第一次分段；对第一次分段后两段进行均匀划分以获得若干热电厂可申报的出力点，其记为
Figure BDA0002644318320000109
Figure BDA00026443183200001010
则对应分段价格记为M2、…、MN；
分段价格计算单元，其用于按照边际成本计算每个分段的分段价格即申报价格，其中所述计算公式为：
Figure BDA0002644318320000111
其中，
Figure BDA0002644318320000112
为热电厂的在t时段的热出力，其与热负荷相等，
Figure BDA0002644318320000113
为在电出力为
Figure BDA0002644318320000114
热出力为
Figure BDA0002644318320000115
时热电厂的总煤耗，i∈[2,N]；同时，为保证最小出力中标，对
Figure BDA0002644318320000116
段进行申报最低限价。
本发明的有益效果为：
本发明能够为含多类型改造热电机组与多样化电热解耦设备的热电厂提供一种高效且符合电厂自身参数特性的报价决策优化方法，其首先通过建立优化模型获取次日最优运行计划，其次利用所热电厂出力范围模型，确定各时段热电厂出力范围，根据市场规则分段，计算各分段边际成本作为申报价格，为热电厂参与市场竞争提供了可行的报价方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中实施技术流程图；
图2(a)为一个实施例中该热电厂(350MW热电机组)的抽汽机组(含低压缸切除)的电热运行区间示意图；
图2(b)为一个实施例中该热电厂(350MW热电机组)的抽背机组的电热运行区间示意图；
图3为一个实施例中各时段上网电出力范围示意图；
图4为一个实施例中热电厂次日分段报价曲线示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。
在本实施例中，特提出了一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法，所述热电厂包含多类型改造机组和电热解耦设备，其中所述改造机组包括传统抽凝机组、低压缸切除改造后的抽汽机组、抽汽高背压机组；所述电热解耦设备包括电锅炉、蓄热罐；其核心设计思想为：本方法包括获取次日热电厂整体热负荷的预测、热电厂内各机组参数、热电厂内蓄热罐和电锅炉次日运行计划、热电厂各时段的上网发电计划；分别以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为条件，建立热电厂出力范围模型；随后计算次日各时段热电厂出力范围候对各时段的电出力范围进行分段；最后计算各分段边际成本作为申报价格。
如图1所示，该方法包括如下步骤：一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法，所述热电厂内具有多种类型的改造热电机组与电热解耦设备，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数，所述系统参数包括热电厂的各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；
S2、建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型，并给定约束条件；
S3、基于所述优化调度模型，确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划；
S4、以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，建立热电厂出力范围模型，所述热电厂出力范围模型以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为约束条件建立；
S5、利用优化求解器计算次日各时段热电厂出力范围以获取报价参考数据；
S6、对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点，所述的分段过程包括：以每时段热电厂运行计划点
Figure BDA0002644318320000121
为分割点，对热电厂出力范围即上网电功率范围进行第一次分段；对第一次分段后两段进行均匀划分(然后考虑分段长度限值等因素再对
Figure BDA0002644318320000122
前后两段的容量进行均匀划分)以获得若干热电厂可申报的出力点，其记为
Figure BDA0002644318320000123
Figure BDA0002644318320000124
则对应分段价格记为M2、…、MN；同时之所以采用
Figure BDA0002644318320000125
为分割点这是由于若前述电价预测较为准确，则未来出清结果在所确定的最优上网发电计划
Figure BDA0002644318320000126
附近的概率最大，因此以
Figure BDA0002644318320000127
为分割点，对上网电功率范围进行第一次分段；
S7、按照边际成本计算每个分段的分段价格即申报价格，其中所述计算公式为：
Figure BDA0002644318320000128
其中，
Figure BDA0002644318320000129
为热电厂的在t时段的热出力，其与热负荷相等，
Figure BDA00026443183200001210
为在电出力为
Figure BDA0002644318320000131
热出力为
Figure BDA0002644318320000132
时热电厂的总煤耗，i∈[2,N]；同时，为保证最小出力中标，对
Figure BDA0002644318320000133
段进行申报最低限价。基于上述内容可知，本发明能够利用热电厂出力范围模型，确定各时段热电厂出力范围，根据市场规则合理分段，计算各分段边际成本作为申报价格，为热电厂参与日前市场提供了一种可行的报价决策方法。
其中，在一些具体的实施例中，在所述S1中，所述次日现货市场的预测价格通过所述热电厂对应的电力现货试点日前市场实际出清历史价格确定，同时由于热负荷日内波动不大，因此设定热负荷数据在日内保持不变，并获取历史数据中供暖中期典型热负荷即可，另其可以按照上一年的历史价格确定，也可通过对过去几年的历史数据进行深度学习获取计算后的历史价格参考值。
计算出热电厂内蓄热罐和电锅炉次日运行计划、热电厂各时段的上网发电计划。
其中，在一些具体的实施例中，在所述S2中，建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型即热电厂在日前现货市场中的次日运行计划制定模型，并给定约束条件，具体包括：
在所述S2中所述优化调度模型的目标函数为使得所设定的周期内的热电厂利润最大，其对应的公式为
Figure BDA0002644318320000134
其中，第一部分为热电销售收益函数，第二部分为运行成本函数；
Figure BDA0002644318320000135
分别为热电厂在次日t时段的上网电功率和注入热网的供热功率，单位(MW)；λe,t、λh,t分别为该时段的上网电价与销售热价，单位：￥/MWh；τ为该时段的时段长度，单位：小时(h)；ρ为折算的等值煤价，单位：￥/t；
Figure BDA0002644318320000136
为该时段全厂煤耗量，单位：吨(t)；同时所述优化调度模型的约束条件包含热供需平衡、机组的运行限制及蓄热罐和电锅炉的运行限制条件。
其中，每时段全厂煤耗量由下式求取：
Figure BDA0002644318320000137
其中，n1、n2、n3分别为抽汽机组、含低压缸灵活切除的抽汽机组、抽背机组台数；
Figure BDA0002644318320000141
为传统抽凝式机组i在t时段的煤耗量；
Figure BDA0002644318320000142
为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段的煤耗量；
Figure BDA0002644318320000143
抽背式机组j在t时段的煤耗量，单位均为：吨(t)；T为周期；
热电厂在次日t时段的上网电功率由下式表示：
Figure BDA0002644318320000144
其中，Ce为该热电厂用电率；
Figure BDA0002644318320000145
为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率；
Figure BDA0002644318320000146
为抽凝式机组i在t时段的发电功率；
Figure BDA0002644318320000147
为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时刻的发电功率；
Figure BDA0002644318320000148
为抽背机组j在t时段的发电功率；
热电厂在次日t时段的上网热功率由下式表示：
Figure BDA0002644318320000149
其中，
Figure BDA00026443183200001410
为热电厂所配蓄热罐在t-1时段的储热量；ηHA通过时段间散热损失率(1-ηHA)计算获得；
Figure BDA00026443183200001411
为热电厂所配电锅炉在t时段的补偿供热功率；
Figure BDA00026443183200001412
表示抽凝式机组i在t时段的供热功率；
Figure BDA00026443183200001413
表示具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时刻的供热功率；
Figure BDA00026443183200001414
表示抽背机组j在t时段的供热功率。
传统抽凝式机组的运行煤耗由以下公式求取：
Figure BDA00026443183200001415
其中，ai、bi、ci、均为抽凝式机组i在纯凝工况下的煤耗系数，各自的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cv,i表示在抽凝机组i进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
由于低压缸切除后机组原冷凝蒸汽由原抽汽点抽出供热，因而煤耗函数与抽凝机组公式形式相同，则低压缸切除后机组的煤耗系数由以下公式求取：
Figure BDA00026443183200001416
其中，ap、bp、cp均为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在纯凝工况下的煤耗系数，各自对应的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cv,p表示在具有低压缸切除能力的抽凝机组p进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
由于抽背供热机组的煤耗可通过将抽背工况下的运行点折算为背压工况下的运行点，进而使用背压工况下机组的煤耗函数进行计算，则抽背供热机组的煤耗系数由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000151
其中，aj、bj、cj均为抽背式机组j运行在背压工况下的煤耗系数，各自对应的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cm1,j为抽背式机组j低压缸排汽供热汽流的电热比。
在其中一个具体实施例中，所述机组的运行限制条件包括：
(1)传统抽凝式机组约束条件，其包括传统抽凝式机组运行区间约束条件以及传统抽凝式机组爬坡率约束条件；其中，所述传统抽凝式机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000152
其中，
Figure BDA0002644318320000153
为纯凝工况下机组i的最大和最小出力；
Figure BDA0002644318320000154
为机组i电热特性常数；cm,i为抽汽式热电机组i在背压工况下电功率和热功率比值；
由上式可知，公式中的第一行约束与和第二行约束分别限制了传统抽凝式机组电出力上下限，第三行约束限制了传统抽凝式机组的热出力范围。
其中，所述传统抽凝式机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000155
其中，Pup,i、Pdn,i分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率。由上式可知，公式中的第一行约束限制了抽凝式机组的上爬坡率，第二行约束限制了抽凝式机组的下爬坡率；
(2)低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束，其包括低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件和低压缸灵活切除改造后的抽汽机组爬坡率约束条件；其中，低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000161
其中，
Figure BDA0002644318320000162
表示第p台低压缸切除改造机组的切缸状态：本公式中1表示切除低压缸，0表示未切除；
Figure BDA0002644318320000163
为未切除状态时机组p的最大供热功率；
Figure BDA0002644318320000164
Figure BDA0002644318320000165
分别表示机组在未切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000166
分别表示机组在切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000167
为纯凝工况下机组p的最大和最小出力；cm,p为机组p在背压工况下电功率和热功率的比值；
Figure BDA0002644318320000168
为机组p的电热特性常数；
Figure BDA0002644318320000169
为机组p在背压工况下的最小供热功率；
Figure BDA00026443183200001610
是该台机组进汽量保持不变即切除前后等煤耗时，切除低压缸所增加的热出力；上述公式所对应的含义为由于抽汽机组低压缸存在最小通流量约束，无法连续抽汽到零，因此诸多机组进行了灵活切缸技术改造，具体的：公式中的第一行约束表示了未切除低压缸时热出力的范围；公式中的第二三行约束表示了未切除低压缸时电出力的范围；公式中的第四行约束表示切除低压缸时热出力的运行范围；第五行约束表示切除低压缸时电出力的运行范围；第六七行约束表示切除状态与未切除状态的电热出力相加等于机组的电热出力。
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000171
其中，Pup,p、Pdn,p分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；
(3)抽汽-高背压机组运行约束条件，其包括：抽汽-高背压机组运行区间约束条件和抽汽-高背压机组爬坡率约束条件；所述抽汽-高背压机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000172
其中，
Figure BDA0002644318320000173
和
Figure BDA0002644318320000174
分别为第j台抽背式机组在t时段的发电功率与供热功率；cm1,j、cm2,j分别为该台机组运行于纯背压工况、最大抽汽工况时的电热比；
Figure BDA0002644318320000175
Figure BDA0002644318320000176
为第j台机组纯背压工况下的最大、最小电出力；
Figure BDA0002644318320000177
为该台机组最大的供热功率；上述公式所对应的含义为由于抽汽机组在高背压改造为抽背机组后，公式中的第一行约束限制了抽背机组电出力的运行下限；公式中的第二行约束限制了抽背机组电出力的运行上限；公式中的第三行约束限制了抽背机组热出力的运行范围。
所述抽汽-高背压机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000178
其中，
Figure BDA0002644318320000179
为t时刻抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；
Figure BDA0002644318320000181
为t-1时刻抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；Pup,j、Pdn,j分别表示高背压改造的抽汽机组的上、下爬坡率；
蓄热罐约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000182
其中，
Figure BDA0002644318320000183
为蓄热罐储热容量，
Figure BDA0002644318320000184
和
Figure BDA0002644318320000185
分别为最大储、放热功率；
电锅炉约束条件由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000186
其中，
Figure BDA0002644318320000187
为电锅炉容量，ηEB为电转热效率；
Figure BDA0002644318320000188
分别为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率和补偿供热功率；
热供需平衡约束由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000189
其中，
Figure BDA00026443183200001810
为供热对象在t时段的热负荷。同时需要说明是，由于储热存在时段耦合作用，且在实际运行时若电价预测较为准确，实际运行点与产量决策制定的计划运行点偏离不大，故在计算热电厂在次日各时段上网电功率范围时，在考虑厂内蓄热罐和电锅炉的运行计划时其被认定为已知不变。
在一些具体实施例中，S4中的目标函数对应的公式为：
Figure BDA00026443183200001811
Figure BDA0002644318320000191
其中，n1、n2、n3分别为抽汽机组、含低压缸灵活切除的抽汽机组、抽背机组台数，
Figure BDA0002644318320000192
分别为热电厂在该时段最大电出力和最小电出力，
Figure BDA0002644318320000193
分别表示抽凝式机组i、具有低压缸切除能力的抽凝机组p和抽背机组j在t时段的发电功率，Ce为该厂用电率；
Figure BDA0002644318320000194
为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率。
在一些具体实施例中，S4中的约束条件包含热供需平衡约束条件、机组的运行限制约束条件；其中，机组的运行限制约束条件包括传统抽凝式机组约束条件、低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束条件和抽汽-高背压机组运行约束条件；所述传统抽凝式机组约束条件包括传统抽凝式机组运行区间约束条件和爬坡率约束条件；传统抽凝式机组运行区间约束条件为
Figure BDA0002644318320000195
其中，cv,i、为机组i在背压工况下电功率和热功率的比值；cm,i为机组i在进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
Figure BDA0002644318320000196
表示抽凝式机组i在t时段的发电功率与供热功率；
Figure BDA0002644318320000197
为抽凝式机组i的最大供热功率，
Figure BDA0002644318320000198
为纯凝工况下机i的最大和最小出力；
Figure BDA0002644318320000199
为机组i的电热特性常数。
另，上述第一行约束和第二行约束限制了传统抽凝式机组电出力上下限，第三行约束限制了传统抽凝式机组的热出力范围；
所述爬坡率约束条件为：
Figure BDA0002644318320000201
其中，Pup,i、Pdn,i分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；第一行约束限制了抽凝式机组的上爬坡率，第二行约束限制了抽凝式机组的下爬坡率；
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束条件包括低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件和爬坡率约束条件：由于抽汽机组低压缸存在最小通流量约束，无法连续抽汽到零，因此诸多机组进行了灵活切缸技术改造，改造后可行运行区间在图2(a)中ABCDA的基础上，增加了B'C'，则对应的低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件为
Figure BDA0002644318320000202
其中，
Figure BDA0002644318320000203
表示第p台低压缸切除改造机组的切缸状态：下标1为切除低压缸，下标0为未切除；
Figure BDA0002644318320000204
为未切除状态时机组p的最大供热功率；cv,p为机组p在背压工况下电功率和热功率的比值；cm,p为机组p在进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
Figure BDA0002644318320000205
分别表示机组在未切除状态的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000206
分别表示机组在切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure BDA0002644318320000207
是该台机组进汽量保持不变时，切除低压缸所增加的热出力，
Figure BDA0002644318320000208
分别为纯凝工况下机组p的最大和最小出力；
Figure BDA0002644318320000209
为机组p的电热特性常数；
Figure BDA0002644318320000211
为机组p在背压工况下的最小供热功率；
Figure BDA0002644318320000212
Figure BDA0002644318320000213
表示具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段对外的发电功率与供热功率；同时可知第一行约束表示了未切除低压缸时热出力的范围；第二行约束与第三行约束表示了未切除低压缸时电出力的范围；第四行约束表示切除低压缸时热出力的运行范围；第五行约束表示切除低压缸时电出力的运行范围；第六行约束与第七行约束表示切除状态与未切除状态的电热出力相加等于机组的电热出力；
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组的爬坡率约束条件为：
Figure BDA0002644318320000214
所述抽汽-高背压机组运行约束条件包括：抽汽-高背压机组运行区间约束条件与抽汽-高背压机组爬坡率约束条件；由于抽汽机组在高背压改造为抽背机组后，其可行运行区间由图2(b)中ABCDA变为了MNKLM，则所述抽汽-高背压机组运行区间约束条件为：
Figure BDA0002644318320000215
其中，
Figure BDA0002644318320000216
和
Figure BDA0002644318320000217
分别为第j台抽背式机组在t时段的发电功率与供热功率，cm1,j、cm2,j分别为该台机组运行于纯背压工况、最大抽汽工况时的电热比；
Figure BDA0002644318320000218
分别为第j台机组纯背压工况下的最大、最小电出力；
Figure BDA0002644318320000219
为该台机组最大的供热功率；可知，第一行约束限制了抽背机组电出力的运行下限；第二行约束约束限制了抽背机组电出力的运行上限；第三行约束约束限制了抽背机组热出力的运行范围；
抽汽-高背压机组爬坡率约束条件：
Figure BDA0002644318320000221
其中，
Figure BDA0002644318320000222
为t时段抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；Pup,j、Pdn,j分别表示高背压改造的抽汽机组的上、下爬坡率；
所述热供需平衡约束条件为：
Figure BDA0002644318320000223
其中，
Figure BDA0002644318320000224
指供热对象在t时段的热负荷。
在其中一个具体实施例中，所述S7中，各时段热电厂全厂煤耗量
Figure BDA0002644318320000225
由下式求取：
Figure BDA0002644318320000226
其中，
Figure BDA0002644318320000227
为传统抽凝式机组i在t时段的煤耗量；
Figure BDA0002644318320000228
具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段的煤耗量；
Figure BDA0002644318320000229
抽背式机组j在t时段的煤耗量，单位均为：吨(t)；
Figure BDA00026443183200002210
由以下公式求取：
Figure BDA00026443183200002211
其中，ai、bi、ci均为抽凝式机组i在纯凝工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure BDA00026443183200002212
由以下公式求取：
Figure BDA00026443183200002213
其中，ap、bp、cp均为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在纯凝工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure BDA00026443183200002214
由以下公式求取：
Figure BDA0002644318320000231
其中，aj、bj、cj均均为抽背式机组j运行在背压工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h。
下面以具体案例对上述内容进行进一步验证与说明：
实施例1，所述热电厂有4台350MW纯凝改造供热机组，其中1号机已改造为抽背式供热机组，2号机正进行低压缸灵活切除改造；2号机完成改造后，可在进汽量不变的情况下，通过低压缸切除增加供热151MW，降低电出力37.6MW同时除2号机低压缸灵活切除改造外，热电厂还配置电锅炉和蓄热罐；则具体包括如下步骤：
S1、获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；其中，次日现货市场预测电价采用山东省电力现货试点2019年在风光大发场景下的日前市场实际出清价格历史数据所构建预测价格序列；所述热负荷数据采用热电厂供暖中期典型热负荷：1386MW，由于热负荷日内波动不大，假设在日内保持不变；所述机组参数包括：包括机组运行参数以及机组煤耗系数；如包括机组最大发电功率、机组最小发电功率、机组最大供热功率等。其中，该热电厂三种类型机组的电热运行区间如图2(a)、2(b)所示，机组运行参数见表1所示，机组煤耗参数见表2所示。热电厂蓄热罐、电锅炉相关参数包括：蓄热罐的容量为7200MW·h，最大放热功率900MW，可满足持续8小时的放热需求；电锅炉容量取为600MW。
表1机组运行参数
Figure BDA0002644318320000232
表2机组煤耗系数
Figure BDA0002644318320000233
S2、建立热电厂所对应的含传统抽凝式机组、具有低压缸切除能力的抽凝机组、抽背机组和蓄热罐、电锅炉的热电厂在日前现货市场中的次日运行计划制定模型即优化调度模型：所述优化调度模型相关技术方案参见上述内容，本例不再赘述。
S3、将所述热电厂系统参数输入至优化调度模型中，本算例优化模型采用IBMILOG CPLEX软件进行求解，可得热电厂在该场景下参与现货市场价格时的最优运行曲线。同时基于上述方案所计算出的蓄热罐、电锅炉运行计划如表3所示，其中蓄热罐放热时功率为正值、蓄热时功率为负值；热电厂最优上网发电计划如表4所示。
表3蓄热罐、电锅炉的运行计划
Figure BDA0002644318320000241
表4热电厂各时段的最优上网发电计划
Figure BDA0002644318320000242
S4、将所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，分别以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为条件，建立热电厂出力范围模型；
S5、本算例优化模型采用IBM ILOG CPLEX软件进行求解确定各时段热电厂出力范围，以此作为报价的依据，计算出热电厂的运行范围如图3所示。
S6、根据已有现货交易规则，假设分段最小容量为出力范围的1/10，且分段数不超过5段；首先以每时段热电厂运行计划点
Figure BDA0002644318320000243
为分割点，对上网电功率范围进行第一次分段；然后再对
Figure BDA0002644318320000244
前后两段的容量各进行均匀划分；分段之后，热电厂可申报的出力点可描述为
Figure BDA0002644318320000245
对应分段价格为M2、…、MN。
S7、对每个分段按照边际成本进行报价，则有：
Figure BDA0002644318320000246
其中，i∈[2,N]。同时，为保证最小出力中标，对
Figure BDA0002644318320000247
段申报最低限价。根据以上原则计算的各时段报价曲线如图4所示(虚线为中标价格线)。
从图4可以看出共有三种结果：每时段热电厂运行计划点部分时段在出力上限(0,6-11,16-23点)，此时中标价格线高于最高报价，热电厂按照最大出力进行发电；部分时段在出力下限(4,13点)，此时中标价格线高于申报最低限价，低于第一段的报价，热电厂按照最小出力进行发电；部分时段介于出力上下限之间，此时中标价格线落在最佳运行点报价分段之间。热电厂在最佳运行点进行发电。
若实际清算价格与预测价格偏差较大，中标价格线低于某一容量下的边际成本，该容量段下的电量热电厂不会发出，这样就可以不出现亏本情况。若中标价格线高于某一容量下的边际成本，该容量段下的电量热电厂会发出，这样反而增加了热电厂的收益，结果完全符合设计规律。
基于相同的发明构思，本发明还提出了一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化系统，所述系统应用于具有多种类型的改造热电机组与电热解耦设备的热电厂，其特征在于，包括：
参数预测单元，其用于获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数，所述系统参数包括热电厂的各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；
利润计算单元，其用于以所设定的周期内的热电厂利润最大为目标函数，建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型以及并给定约束条件；
计划选择单元，其能够基于所述优化调度模型，确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划。
出力范围计算单元，其用于以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为约束条件建立热电厂出力范围模型；并计算次日各时段热电厂出力范围以获取报价参考数据；
出力分段单元，其用于对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点，所述的分段过程包括：以每时段热电厂运行计划点
Figure BDA0002644318320000251
为分割点，对热电厂出力范围即上网电功率范围进行第一次分段；对第一次分段后两段进行均匀划分以获得若干热电厂可申报的出力点，其记为
Figure BDA0002644318320000252
Figure BDA0002644318320000253
则对应分段价格记为M2、…、MN；
分段价格计算单元，其用于按照边际成本计算每个分段的分段价格即申报价格，其中所述计算公式为：
Figure BDA0002644318320000254
其中，
Figure BDA0002644318320000255
为热电厂的在t时段的热出力，其与热负荷相等，
Figure BDA0002644318320000256
为在电出力为Pi e,t，热出力为
Figure BDA0002644318320000257
时热电厂的总煤耗，i∈[2,N]；同时，为保证最小出力中标，对
Figure BDA0002644318320000258
段进行申报最低限价。
由于本系统与上述方法的技术方案以及原理完全一致，因此本例不再赘述其优选方案，直接参考方法对应的实施例即可。
基于相同的发明构思，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的方法。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化方法，所述热电厂内具有多种类型的改造热电机组与电热解耦设备，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数，所述系统参数包括热电厂的各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；
S2、建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型，并给定约束条件；
S3、基于所述优化调度模型，确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划；
S4、以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，建立热电厂出力范围模型，所述热电厂出力范围模型以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为约束条件建立；
S5、计算次日各时段热电厂出力范围以获取报价参考数据；
S6、对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点，所述的分段过程包括：以每时段热电厂运行计划点
Figure FDA0002644318310000011
为分割点，对热电厂出力范围即上网电功率范围进行第一次分段；对第一次分段后的两段进行均匀划分以获得若干热电厂可申报的出力点，其记为
Figure FDA0002644318310000012
Figure FDA0002644318310000013
则对应分段价格记为M2、…、MN；
S7、按照边际成本计算每个分段的分段价格即申报价格，其中对应的计算公式为：
Figure FDA0002644318310000014
其中，
Figure FDA0002644318310000015
为热电厂的在t时段的热出力，其与热负荷相等，
Figure FDA0002644318310000016
为在电出力为Pi e,t，热出力为
Figure FDA0002644318310000017
时热电厂的总煤耗，i∈[2,N]；同时，为保证最小出力中标，对
Figure FDA0002644318310000018
段进行申报最低限价。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述S2中，所述优化调度模型的目标函数为使得所设定的周期内的热电厂利润最大，其对应的公式为
Figure FDA0002644318310000019
其中，第一部分为热电销售收益函数，第二部分为运行成本函数；
Figure FDA00026443183100000110
分别为热电厂在次日t时段的上网电功率和注入热网的供热功率，单位(MW)；λe,t、λh,t分别为该时段的上网电价与销售热价，单位：￥/MWh；τ为该时段的时段长度，单位：小时(h)；ρ为折算的等值煤价，单位：￥/t；
Figure FDA00026443183100000111
为该时段全厂煤耗量，单位：吨(t)；同时所述优化调度模型的约束条件包含热供需平衡、机组的运行限制及蓄热罐和电锅炉的运行限制条件；
每时段全厂煤耗量由下式求取：
Figure FDA0002644318310000021
其中，n1、n2、n3分别为抽汽机组、含低压缸灵活切除的抽汽机组、抽背机组台数；
Figure FDA0002644318310000022
为传统抽凝式机组i在t时段的煤耗量；
Figure FDA0002644318310000023
为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段的煤耗量；
Figure FDA0002644318310000024
抽背式机组j在t时段的煤耗量，单位均为：吨(t)；T为周期；
热电厂在次日t时段的上网电功率由下式表示：
Figure FDA0002644318310000025
其中，Ce为该热电厂用电率；
Figure FDA0002644318310000026
为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率；
Figure FDA0002644318310000027
为抽凝式机组i在t时段的发电功率；
Figure FDA0002644318310000028
为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时刻的发电功率；
Figure FDA0002644318310000029
为抽背机组j在t时段的发电功率；
热电厂在次日t时段的上网热功率由下式表示：
Figure FDA00026443183100000210
其中，
Figure FDA00026443183100000211
为热电厂所配蓄热罐在t-1时段的储热量；ηHA通过时段间散热损失率(1-ηHA)计算获得；
Figure FDA00026443183100000212
为热电厂所配电锅炉在t时段的补偿供热功率；
Figure FDA00026443183100000213
表示抽凝式机组i在t时段的供热功率；
Figure FDA00026443183100000214
表示具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时刻的供热功率；
Figure FDA00026443183100000215
表示抽背机组j在t时段的供热功率；
传统抽凝式机组的运行煤耗由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000216
其中，ai、bi、ci、均为抽凝式机组i在纯凝工况下的煤耗系数，各自的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure FDA00026443183100000217
表示在抽凝机组i进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
低压缸切除后机组的煤耗系数由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000218
其中，ap、bp、cp均为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在纯凝工况下的煤耗系数，各自对应的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cv,p表示在具有低压缸切除能力的抽凝机组p进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
抽背供热机组的煤耗系数由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000219
其中，aj、bj、cj均为抽背式机组j运行在背压工况下的煤耗系数，各自对应的单位为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；cm1,j为抽背式机组j低压缸排汽供热汽流的电热比。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
(1)传统抽凝式机组约束条件，其包括传统抽凝式机组运行区间约束条件以及传统抽凝式机组爬坡率约束条件；其中，所述传统抽凝式机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000031
其中，
Figure FDA0002644318310000032
为纯凝工况下机组i的最大和最小出力；
Figure FDA0002644318310000033
为机组i电热特性常数；cm,i为抽汽式热电机组i在背压工况下电功率和热功率比值；
其中，所述传统抽凝式机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000034
其中，Pup,i、Pdn,i分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；
(2)低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束，其包括低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件和低压缸灵活切除改造后的抽汽机组爬坡率约束条件；其中，低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000041
其中，
Figure FDA0002644318310000042
表示第p台低压缸切除改造机组的切缸状态：本公式中1表示切除低压缸，0表示未切除；
Figure FDA0002644318310000043
和
Figure FDA0002644318310000044
分别表示机组在抽汽、背压状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure FDA0002644318310000045
是该台机组进汽量保持不变即切除前后等煤耗时，切除低压缸所增加的热出力；
Figure FDA0002644318310000046
为未切除状态时机组p的最大供热功率；
Figure FDA0002644318310000047
分别表示机组在未切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure FDA0002644318310000048
分别表示机组在切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure FDA0002644318310000049
为纯凝工况下机组p的最大和最小出力；cm,p为机组p在背压工况下电功率和热功率的比值；
Figure FDA00026443183100000410
为机组p的电热特性常数；
Figure FDA00026443183100000411
为机组p在背压工况下的最小供热功率；
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000412
其中，Pup,p、Pdn,p分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；
(3)抽汽-高背压机组运行约束条件，其包括：抽汽-高背压机组运行区间约束条件和抽汽-高背压机组爬坡率约束条件；所述抽汽-高背压机组运行区间约束条件由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000051
其中，
Figure FDA0002644318310000052
和
Figure FDA0002644318310000053
分别为第j台抽背式机组在t时段的发电功率与供热功率；cm1,j、cm2,j分别为该台机组运行于纯背压工况、最大抽汽工况时的电热比；
Figure FDA0002644318310000054
Figure FDA0002644318310000055
为第j台机组纯背压工况下的最大、最小电出力；
Figure FDA0002644318310000056
为该台机组最大的供热功率；
所述抽汽-高背压机组爬坡率约束条件由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000057
其中，
Figure FDA0002644318310000058
为t时刻抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；
Figure FDA0002644318310000059
为t-1时刻抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；Pup,j、Pdn,j分别表示高背压改造的抽汽机组的上、下爬坡率；
蓄热罐约束条件由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000510
其中，
Figure FDA00026443183100000511
为蓄热罐储热容量，
Figure FDA00026443183100000512
和
Figure FDA00026443183100000513
分别为最大储、放热功率；
电锅炉约束条件由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000061
其中，
Figure FDA0002644318310000062
为电锅炉容量，ηEB为电转热效率；
Figure FDA0002644318310000063
分别为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率和补偿供热功率；
热供需平衡约束由以下公式求取：
Figure FDA0002644318310000064
其中，
Figure FDA0002644318310000065
为供热对象在t时段的热负荷。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中的目标函数对应的公式为：
Figure FDA0002644318310000066
Figure FDA0002644318310000067
其中，n1、n2、n3分别为抽汽机组、含低压缸灵活切除的抽汽机组、抽背机组台数，
Figure FDA0002644318310000068
分别为热电厂在该时段最大电出力和最小电出力，
Figure FDA0002644318310000069
分别表示抽凝式机组i、具有低压缸切除能力的抽凝机组p和抽背机组j在t时段的发电功率，Ce为该厂用电率；
Figure FDA00026443183100000610
为热电厂所配电锅炉在t时段的用电功率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，S4中的约束条件包含热供需平衡约束条件、机组的运行限制约束条件；其中，机组的运行限制约束条件包括传统抽凝式机组约束条件、低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束条件和抽汽-高背压机组运行约束条件；所述传统抽凝式机组约束条件包括传统抽凝式机组运行区间约束条件和爬坡率约束条件；传统抽凝式机组运行区间约束条件为
Figure FDA00026443183100000611
其中，cv,i、为机组i在背压工况下电功率和热功率的比值；cm,i为机组i在进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
Figure FDA0002644318310000071
表示抽凝式机组i在t时段的发电功率与供热功率；
Figure FDA0002644318310000072
为抽凝式机组i的最大供热功率，
Figure FDA0002644318310000073
为纯凝工况下机i的最大和最小出力；
Figure FDA0002644318310000074
为机组i的电热特性常数；
所述爬坡率约束条件为：
Figure FDA0002644318310000075
其中，Pup,i、Pdn,i分别表示该机组在纯凝工况下的上、下爬坡率；
低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行约束条件包括低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件和爬坡率约束条件：低压缸灵活切除改造后的抽汽机组运行区间约束条件为
Figure FDA0002644318310000076
其中，
Figure FDA0002644318310000077
表示第p台低压缸切除改造机组的切缸状态：下标1为切除低压缸，下标0为未切除；
Figure FDA0002644318310000078
为未切除状态时机组p的最大供热功率；cv,p为机组p在背压工况下电功率和热功率的比值；cm,p为机组p在进汽量不变的情况下抽汽供热功率对发电功率的影响系数；
Figure FDA0002644318310000081
分别表示机组在未切除状态的热电联产供电功率和供热功率；
Figure FDA0002644318310000082
分别表示机组在切除状态时的热电联产供电功率和供热功率；
Figure FDA0002644318310000083
是该台机组进汽量保持不变时，切除低压缸所增加的热出力，
Figure FDA0002644318310000084
分别为纯凝工况下机组p的最大和最小出力；
Figure FDA0002644318310000085
为机组p的电热特性常数；
Figure FDA0002644318310000086
为机组p在背压工况下的最小供热功率；
Figure FDA0002644318310000087
Figure FDA0002644318310000088
表示具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段对外的发电功率与供热功率；低压缸灵活切除改造后的抽汽机组的爬坡率约束条件为：
Figure FDA0002644318310000089
所述抽汽-高背压机组运行约束条件包括：抽汽-高背压机组运行区间约束条件与抽汽-高背压机组爬坡率约束条件；所述抽汽-高背压机组运行区间约束条件为：
Figure FDA00026443183100000810
其中，
Figure FDA00026443183100000811
和
Figure FDA00026443183100000812
分别为第j台抽背式机组在t时段的发电功率与供热功率，cm1,j、cm2,j分别为该台机组运行于纯背压工况、最大抽汽工况时的电热比；
Figure FDA00026443183100000813
分别为第j台机组纯背压工况下的最大、最小电出力；
Figure FDA00026443183100000814
为该台机组最大的供热功率；
抽汽-高背压机组爬坡率约束条件：
Figure FDA0002644318310000091
其中，
Figure FDA0002644318310000092
为t时段抽背机组电、热功率折算为等煤耗下纯背压工况时的电功率；Pup,j、Pdn,j分别表示高背压改造的抽汽机组的上、下爬坡率；
所述热供需平衡约束条件为：
Figure FDA0002644318310000093
其中，
Figure FDA0002644318310000094
指供热对象在t时段的热负荷。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S7中，各时段热电厂全厂煤耗量
Figure FDA0002644318310000095
由下式求取：
Figure FDA0002644318310000096
其中，
Figure FDA0002644318310000097
为传统抽凝式机组i在t时段的煤耗量；
Figure FDA0002644318310000098
具有低压缸切除能力的抽凝机组p在t时段的煤耗量；
Figure FDA0002644318310000099
抽背式机组j在t时段的煤耗量，单位均为：吨(t)；
Figure FDA00026443183100000910
由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000911
其中，ai、bi、ci均为抽凝式机组i在纯凝工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure FDA00026443183100000912
由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000913
其中，ap、bp、cp均为具有低压缸切除能力的抽凝机组p在纯凝工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h；
Figure FDA00026443183100000914
由以下公式求取：
Figure FDA00026443183100000915
其中，aj、bj、cj均均为抽背式机组j运行在背压工况下的煤耗系数，单位分别为t/(MWh)2、t/MWh、t/h。
7.一种灵活性热电厂日前市场分时报价优化系统，所述系统应用于具有多种类型的改造热电机组与电热解耦设备的热电厂，其特征在于，包括：
参数预测单元，其用于获取次日现货市场的预测价格以及所需的预测热负荷，同时获取所述热电厂的系统参数，所述系统参数包括热电厂的各机组参数、热电厂的热负荷、蓄热罐参数以及电锅炉参数；
利润计算单元，其用于以所设定的周期内的热电厂利润最大为目标函数，建立热电厂所对应的日前现货市场次日运行计划的优化调度模型以及并给定约束条件；
计划选择单元，其能够基于所述优化调度模型，确定出所述热电厂次日每小时的热电厂整体上网电功率计划，以及厂内多类型机组和电锅炉、蓄热罐的运行计划。
出力范围计算单元，其用于以所确定的电锅炉、蓄热罐的运行计划为已知条件，以每一时段热电厂电出力最大、最小为目标函数，以机组约束和供热平衡约束为约束条件建立热电厂出力范围模型；并计算次日各时段热电厂出力范围以获取报价参考数据；
出力分段单元，其用于对各时段热电厂出力范围进行分段以获得若干热电厂可申报的出力点，所述的分段过程包括：以每时段热电厂运行计划点
Figure FDA0002644318310000101
为分割点，对热电厂出力范围即上网电功率范围进行第一次分段；对第一次分段后两段进行均匀划分以获得若干热电厂可申报的出力点，其记为
Figure FDA0002644318310000102
Figure FDA0002644318310000103
则对应分段价格记为M2、…、MN；
分段价格计算单元，其用于按照边际成本计算每个分段的分段价格即申报价格，其中所述计算公式为：
Figure FDA0002644318310000104
其中，
Figure FDA0002644318310000105
为热电厂的在t时段的热出力，其与热负荷相等，
Figure FDA0002644318310000106
为在电出力为Pi e,t，热出力为
Figure FDA0002644318310000107
时热电厂的总煤耗，i∈[2,N]；同时，为保证最小出力中标，对
Figure FDA0002644318310000108
段进行申报最低限价。
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