CN114336777B - 考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法及系统，所述方法包括：获取电网需求发电量、风电与光伏机组的发电量、预设约束条件、火电机组的最短连续运行时间与爬坡速率约束；基于获取的上述数据确定所述系统的总需求发电量；根据所述总需求发电量和各设备的状态确定系统中能量的利用顺序；基于能量的利用顺序，获取累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列。本发明提供的技术方案，针对不同的需求发电量和设备状态，采取不同的能量利用顺序，动态调整火电机组的运行状态，提高了风、光资源的利用率，节约了风光火储系统的运行成本。

Description

考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法和系统

技术领域

本申请涉及确定风光火储系统中火电机组的开机状态技术领域，尤其涉及考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法和系统。

背景技术

随着新能源的发展，风光互补发电系统的利用越来越广泛，但是风光互补发电系统受气候和环境的影响较大，需要采用大规模储能技术建立风光火储一体化系统，确保负载用电的持续性和可靠性，减少能源资源的浪费。

目前，现有的风光火储一体化系统默认火电机组连续运行，当不需要火电机组出力时，机组运行在最小负荷工况下，长期低负荷运行会导致电量超过储能设备容量而弃电，导致风、光资源的利用率低，增加了运行成本。

发明内容

本申请提供考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法和系统，以至少解决相关技术中的风、光资源的利用率低，增加了运行成本的技术问题。

本申请第一方面实施例提出考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法，所述方法包括：

获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件、所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；

根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；

根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；

基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算完全二叉树中各个节点的运行成本；

利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列；

其中，所述预设约束条件包括：各发电和储能设备的容量约束、状态约束和经济性约束；

所述储能设备包括：储能电池和储热设备；

所述火电机组的运行状态包括：运行和停运。

本申请第二方面实施例提出考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件和所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；

第一确定模块，用于根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；

第二确定模块，用于根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；

计算模块，用于基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算完全二叉树中各个节点的运行成本；

第三确定模块，用于利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

第四确定模块，用于将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列；

其中，所述预设约束条件包括：各发电和储能设备的容量约束、状态约束和经济性约束；

所述储能设备包括：储能电池和储热设备；

所述火电机组的运行状态包括：运行和停运。

本申请第三方面实施例提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如本申请第一方面实施例的方法。

本申请第四方面实施例提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如本申请第一方面实施例的方法。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

综上所述，本申请提出的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法和系统中，所述方法包括：获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件、所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算完全二叉树中各个节点的运行成本；利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列。本发明提供的技术方案，针对不同的需求发电量和设备状态，采取不同的能量利用顺序，动态调整火电机组的运行状态，进而提高了风、光资源的利用率，节约了风光火储系统的运行成本。

本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请一个实施例提供的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法的流程图；

图2为根据本申请一个实施例提供的火电机组运行状态的完全二叉树结构图；

图3为根据本申请一个实施例提供的风光火储系统中各设备的能量利用方案图；

图4为根据本申请一个实施例提供的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定系统的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

为了使本领域技术人员更好的理解本申请，本申请先对新能源发电的实际情况进行详细说明。风光互补发电系统受气候和环境的影响较大，采用大规模储能技术，可确保负载用电的持续性和可靠性，同时减少能源资源的浪费，因此，在设计风光火储一体化系统时，应力求达到负荷需求、风电发电量、光伏发电量、火电发电量与储能系统在容量上的最佳组合，从而在较经济的条件下解决风光互补发电系统供电可靠性及电能质量的问题。

“风、光、火、蓄、储”多能源互补优化调度方法研究论文在传统的燃煤成本和启停成本基础上，考虑了常规机组低负荷运行和爬坡工况的发电成本，构建了蓄电池的寿命损耗成本模型；引入弃风、弃光惩罚成本计算模型和切负荷惩罚成本计算模型，从而建立了“风、光、火、蓄、储”多能源互补优化调度模型，并提出用动态惯性权值粒子群算法求解系统总运行成本最小的优化目标。

但是，大部分现有的研究成果默认火电机组处于连续运行状态，当不需要火电机组出力时，火电机组在最小负荷工况下运行，可能会出现火电机组长期处于低负荷运行状态，当总富余发电量超出储能设备容量时而弃电，增加了运行成本，降低了风、光资源的利用率。

为了解决运行成本高，风、光资源的利用率低的技术问题，本申请旨在提出考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法和系统，即本申请在基于风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量确定系统中能量的利用顺序的情况下根据电量需求控制火电机组在不同时段的开机状态，提高风、光资源的利用率，节约风光火储系统的运行成本。

下面参考附图描述本申请实施例的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法、系统、设备和存储介质。

实施例一

本发明提供了考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法，预先建立与历史时段各时刻对应的完全二叉树，然后进行下述步骤对所述系统中火电机组的开机序列进行确定，其中所述完全二叉树的构建方法，包括：

所述完全二叉树的每一层表示一个时刻；

所述完全二叉树的根节点和每个左子节点均表示所述火电机组的运行状态为停运，每个右子节点均表示所述火电机组的运行状态为运行；

所述完全二叉树的叶子节点表示所述火电机组在历史时段内最后一个时刻的运行状态，其中，左叶子节点为停运，右叶子节点为运行；

从所述根节点开始生成每个节点的左右子节点，且判断最新生成的左右子节点的深度是否小于等于所述历史时段内的时刻总数：

若最新生成的左右子节点的深度小于等于所述历史时段内的时刻总数，则根据每个子节点表示的火电机组的运行状态，计算并存储所述火电机组的需求发电量和所述运行成本，且重复执行上述步骤；

若最新生成的左右子节点的深度大于所述历史时段内的时刻总数，则所述最新生成的左右子节点为空。

图1为本公开实施例所提供的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：

步骤1：获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件、所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；

步骤2：根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；

步骤3：根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；

需要说明的是，当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为负时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则将多余的电量存储到储能电池中；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且小于火电机组的最小出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将除总需求发电量以外的火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且大于火电机组的最小出力且小于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则由储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且所述需求发电量大于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力，若仍不能满足所述需求发电量，则计入缺电；

其中，当储能电池当前可用容量小于火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量之和时，将剩余电量存储至储热设备，若储热设备容量仍不能满足储能需求，则弃电。

步骤4：基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算预先建立的完全二叉树中各个节点的运行成本；具体的，获取当前节点的运行状态和所述节点的父节点的运行状态；

根据当前节点的运行状态和所述节点的父节点的运行状态确定当前节点的运行成本；

若当前节点的运行状态为运行且所述节点的父节点的运行状态为运行，则当前节点的运行成本包括第一成本；

若当前节点的运行状态为运行且所述节点的父节点的运行状态为停运，则所述当前节点的运行成本包括第一成本和第二成本；

其中，所述第一成本为生产所述当前节点对应时刻的火电机组所需发电量的花费，即燃煤成本：所述燃煤成本是由火电机组运行时的煤耗量曲线与所述火电机组的需求发电量确定的；

所述第二成本为启动所述火电机组的花费，即启炉费用；所述启炉费用是由所述火电机组热态启动费用与冷态启动费用的均值确定的。

步骤5：利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

在本发明实施例中，遍历整颗二叉树，找到从叶子节点到根节点的一条路径，该路径下的节点的运行成本之和是所有从叶子节点到根节点的路径下节点运行成本之和最小的，该路径即历史时段内火电机组的最小运行成本。

步骤6：将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列；

其中，所述预设约束条件包括：各发电和储能设备的容量约束、状态约束和经济性约束；

所述储能设备包括：储能电池和储热设备；

所述火电机组的运行状态包括：运行和停运。

结合上述配置方法对本申请的具体方法进行举例说明：

本申请实施例首先获取任一全年8760个小时的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量，根据当地实际情况获取预设约束条件、所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束，所述预设约束条件包括但不限于火电机组的额定功率范围、储能设备的功率范围、计算投资运行成本时使用的经济参数等，火电机组的额定功率范围的最大值和最小值，以及储能设备的功率范围的最大值和最小值，可以从相应设备的标识中获得。

需要说明的是，火电机组在每个小时都有两种可能的状态：运行(用1表示)或停运(用0表示)，用一颗深度为8760的完全二叉树表示火电机组从全年第1个小时到第8760个小时的所有可能的开机状态，如图2所示。其中根节点代表第0小时，叶子节点代表第8760小时，每一个非叶子节点都有左右两个子节点，左子节点代表下一时刻机组停运，右子节点代表下一时刻机组运行。当节点为叶子节点时，其左右子节点为空。因此，从根节点到任一叶子节点的长度为8760的01字符串都代表一种可能的全年火电机组开机序列，例如图2中虚线箭头所指的状态序列为’00101...1’。

在本公开实施例中，根据电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定全年内各个时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量，然后根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；其中，所述能量的利用顺序如图3所示，其中虚线代表向储能设备充电，实线代表从发电设备或储能设备放电。当电量需求N为负时，本时刻电量需存储到储能设备中。此时，若火电机组处于停运状态，直接将富裕电量存到电池中，如编号1所示路线；若火电机组处于运行状态，需首先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将火电和富裕电量存储到电池中，如编号2所示路线；当电池当前可用容量小于待存入的电量时，剩余电量存储至储热设备，若储热设备容量仍不能满足储能需求，则弃电。

当电量需求N为正，且小于火电机组的最小出力时，若火电机组停运，则由电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，会出现缺电的情况，如编号3所示路线；若火电机组运行，则应运行在最低负荷工况，多余电量首先提供给电池储能，其次存入储热设备，最后选择弃电，如编号4所示路线。

当电量需求N在火电机组出力的最小负荷与最大负荷之间时，若机组停运，则由电池放电，不足部分为缺电，如编号5所示路线；若机组运行，则首先运行在锅炉的最低负荷工况，同时使用储热设备中的能量，当储热设备中的能量不足时，提升锅炉负荷，以满足需求，如编号6所示路线。

当电量需求N大于火电机组的最大出力时，若机组停运，则与前两种条件一样，优先使用电池，不足部分为缺电，如编号7所示路线；当机组运行时，锅炉先运行在低负荷，与储热设备同时使用，不足部分由锅炉升负荷来提供，若仍不能满足电量需求，则计入缺电，如编号8所示路线。

然后，基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束计算预先建立的完全二叉树中各个节点的运行成本；其中，在对完全二叉树中各节点的成本进行计算时，当火电机组的状态从停机转换到运行(由0变为1)时，应增加启炉成本，如图2中虚线箭头指向的状态序列，第1个小时状态为0，第2个小时状态为1，此时计算第2个小时的运行费用时，需增加启炉费用。

随后，利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以获取所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本和所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

最后，将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列。

综上所述，本发明针对不同的需求发电量和设备状态，采取不同的能量利用顺序，提高了风、光资源的利用率，节约了风光火储系统的运行成本。

实施例2

图4所示本公开实施例所提供的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定系统的结构图，如图4所示，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件和所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；

第一确定模块，用于根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；

第二确定模块，用于根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；

计算模块，用于基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算完全二叉树中各个节点的运行成本；

第三确定模块，用于利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

第四确定模块，用于将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列；

其中，所述预设约束条件包括：各发电和储能设备的容量约束、状态约束和经济性约束；

所述储能设备包括：储能电池和储热设备；

所述火电机组的运行状态包括：运行和停运。

在本公开实施例中，所述第二确定模块具体用于：

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为负时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则将多余的电量存储到储能电池中；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且小于火电机组的最小出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将除总需求发电量以外的火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且大于火电机组的最小出力且小于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则由储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且所述需求发电量大于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力，若仍不能满足所述需求发电量，则计入缺电；

进一步的，所述将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中，包括：

当储能电池当前可用容量小于火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量之和时，将剩余电量存储至储热设备，若储热设备容量仍不能满足储能需求，则弃电。

在本公开实施例中，所述计算模块用于：构建完全二叉树并计算完全二叉树中各个节点的运行成本。

其中，所述完全二叉树的构建方法，包括：

所述完全二叉树的每一层表示一个时刻；

所述完全二叉树的根节点和每个左子节点均表示所述火电机组的运行状态为停运，每个右子节点均表示所述火电机组的运行状态为运行；

从所述根节点开始生成每个节点的左右子节点，若最新生成的左右子节点的深度小于等于所述历史时段内的时刻总数，则根据当前节点的运行状态、所述节点的父节点的运行状态和能量使用顺序计算并存储当前节点的运行成本且重复执行上述步骤；

其中，若最新生成的左右子节点的深度大于所述历史时段内的时刻总数，则所述最新生成的左右子节点为空；

所述计算完全二叉树中各个节点的运行成本，包括：

若当前节点的运行状态为运行且所述节点的父节点的运行状态为运行，则当前节点的运行成本包括第一成本；

若当前节点的运行状态为运行且所述节点的父节点的运行状态为停运，则所述当前节点的运行成本包括第一成本和第二成本；

其中，所述第一成本为生产所述当前节点对应时刻的火电机组所需发电量的花费，即燃煤成本：所述燃煤成本是由火电机组运行时的煤耗量曲线与所述火电机组的需求发电量确定的；

所述第二成本为启动所述火电机组的花费，即启炉费用；所述启炉费用是由所述火电机组热态启动费用与冷态启动费用的均值确定的。

具体的，所述利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以获取所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，包括：

遍历整颗二叉树，找到从叶子节点到根节点的一条路径，该路径下的节点的运行成本之和是所有从叶子节点到根节点的路径下节点运行成本之和最小的，该路径即历史时段内火电机组的最小运行成本。

综上所述，本申请提出的考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定系统，包括：第一获取模块、第一确定模块、第二确定模块、计算模块、第三确定模块和第四确定模块。本发明提供的技术方案，本发明提供的技术方案，针对不同的需求发电量和设备状态，采取不同的能量利用顺序，提高了风、光资源的利用率，节约了风光火储系统的运行成本。

实施例3

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如本申请实施例1所描述的方法。

实施例4

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例1所描述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件、所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；

根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；

根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；

基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算完全二叉树中各个节点的运行成本；

利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列；

其中，所述预设约束条件包括：各发电和储能设备的容量约束、状态约束和经济性约束；

所述储能设备包括：储能电池和储热设备；

所述火电机组的运行状态包括：运行和停运;

其中，所述根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序，包括：

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为负时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则将多余的电量存储到储能电池中；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且小于火电机组的最小出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将除总需求发电量以外的火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且大于火电机组的最小出力且小于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则由储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且所述需求发电量大于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力，若仍不能满足所述需求发电量，则计入缺电。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中，包括：

当储能电池当前可用容量小于火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量之和时，将剩余电量存储至储热设备，若储热设备容量仍不能满足储能需求，则弃电。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，包括：

所述完全二叉树的每一层表示一个时刻；

所述完全二叉树的根节点和每个左子节点均表示所述火电机组的运行状态为停运，每个右子节点均表示所述火电机组的运行状态为运行；

步骤1，从所述根节点开始生成每个节点的左右子节点；

步骤2，若最新生成的左右子节点的深度小于等于所述历史时段内的时刻总数，则根据当前节点的运行状态、所述节点的父节点的运行状态和能量使用顺序计算并存储当前节点的运行成本且重复执行步骤1和步骤2；

步骤3，若最新生成的左右子节点的深度大于所述历史时段内的时刻总数，则所述最新生成的左右子节点为空；

所述计算完全二叉树中各个节点的运行成本，包括：

若当前节点的运行状态为运行且所述节点的父节点的运行状态为运行，则当前节点的运行成本包括第一成本；

若当前节点的运行状态为运行且所述节点的父节点的运行状态为停运，则所述当前节点的运行成本包括第一成本和第二成本；

其中，所述第一成本为生产所述当前节点对应时刻的火电机组所需发电量的花费，即燃煤成本：所述燃煤成本是由火电机组运行时的煤耗量曲线与所述火电机组的需求发电量确定的；

所述第二成本为启动所述火电机组的花费，即启炉费用；所述启炉费用是由所述火电机组热态启动费用与冷态启动费用的均值确定的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以获取所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，包括：

遍历整颗二叉树，找到从叶子节点到根节点的一条路径，该路径下的节点的运行成本之和是所有从叶子节点到根节点的路径下节点运行成本之和最小的，该路径即历史时段内火电机组的最小运行成本。

5.一种考虑能量利用顺序的火电机组开机序列确定系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量、预设约束条件和所述火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束；

第一确定模块，用于根据所述历史时段内各时刻的电网需求发电量、风光火储系统中的风电机组的发电量、光伏机组的发电量确定历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量；

第二确定模块，用于根据所述总需求发电量和所述系统中储能设备和火电机组的运行状态确定风光火储系统中能量的利用顺序；

计算模块，用于基于所述风光火储系统中能量的利用顺序、所述预设约束条件、所述历史时段内各时刻风光火储系统中火电机组和储能设备的总需求发电量、火电机组的最短连续运行时间约束和火电机组的爬坡速率约束建立完全二叉树，并计算完全二叉树中各个节点的运行成本；

第三确定模块，用于利用完全二叉树的最短路径法对完全二叉树进行后续遍历，以计算所述历史时段内火电机组的累积最小运行成本，并获取所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列；

第四确定模块，用于将所述累积最小运行成本对应的火电机组开机序列作为风光火储系统的火电机组开机序列；

其中，所述预设约束条件包括：各发电和储能设备的容量约束、状态约束和经济性约束；

所述储能设备包括：储能电池和储热设备；

所述火电机组的运行状态包括：运行和停运；其中，所述第二确定模块具体用于：

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为负时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则将多余的电量存储到储能电池中；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且小于火电机组的最小出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，然后再将除总需求发电量以外的火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且大于火电机组的最小出力且小于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则由储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力；

当风光火储系统中火电机组和储能设备当前时刻的总需求发电量为正且所述需求发电量大于火电机组的最大出力时，若当前时刻火电机组的运行状态为停运，则储能电池放电提供所需电量，当电池储电量不足时，计入缺电；若当前时刻火电机组的运行状态为运行，则先将火电机组调至最低负荷工况，同时储热设备释放能量，当储热设备中的能量不足时，提高火电机组的出力，若仍不能满足所述需求发电量，则计入缺电。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述将火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量存储到储能电池中，包括：

当储能电池当前可用容量小于火电机组最低负荷工况下所发的电量、风电机组所发的电量和光伏机组所发的电量之和时，将剩余电量存储至储热设备，若储热设备容量仍不能满足储能需求，则弃电。

7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如权利要求1-4中任一的方法。

8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一的方法。