CN115276110A - 基于环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新方法 - Google Patents

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CN115276110A CN202110481385.8A CN202110481385A CN115276110A CN 115276110 A CN115276110 A CN 115276110A CN 202110481385 A CN202110481385 A CN 202110481385A CN 115276110 A CN115276110 A CN 115276110A
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State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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Wuhan University WHU
State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提出了一种考虑环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新方法。在日前机组组合中，考虑环保限产社会类因素将使得到的最优解更接近实际情况。首先根据城市空气质量指数的预测值，确定对应的天气预警等级。每一天气预警等级都有相应的响应措施。按照机组容量对机组从大到小排序，并基于“上大压小”的原则，选择合适的火电机组满足电网的电力需求。同时，电力系统中部分火电机组属于超低排放机组，无需响应环保部门的环保限产指令。在对火电机组进行分类后，依据天气预警等级，在满足相应的环保限产指令的前提下，通过恰当的机组组合，使得电力生产成本尽可能低、污染物排放尽可能少。

Description

基于环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新 方法
技术领域
本发明涉及电网日前机组组合领域，具体涉及考虑环保限产类社会因素后电网中火电机组的机组组合问题。
背景技术
近年来，随着生态环境问题日趋严重，世界范围内对环境问题的重视程度也逐步加强。在我国，出台了一系列改善生态环境的方针政策。发电(经济性较差的燃煤机组)、化工、钢铁、水泥等传统工业，其生产过程中排放的大量污染物对环境造成了巨大的压力。因此，对上述传统工业采取恰当的环保限产措施对生态环境保护、人居环境改善具有重要意义。
对于某一地区的火力发电企业而言，由于火电机组的投产时间、技术水平等方面的差异性，各发电机组间电能生产过程中的排放量也不尽相同。为响应环保限产措施，需要对火电机组的出力进行合理的安排，使得电力生产环境污染小且更加经济。
然而，由于部分地区环保限产措施不能及时地到达电网调度部门，使得电网调度部门在进行日前机组组合时存在信息不对称的问题。换言之，电网调度部门在进行日前机组组合时未掌握由于环保限产措施引起火的电机组和负荷变动的相应信息。基于上述信息不对称的问题，进行日前机组组合时，所得到的最优解和实际的最优解将存在一定的偏差。在考虑环保限产社会类信息后，将使得日前调度的情况与次日实际运行情况更加接近，从而得到的最优结果将会更加准确，也将使得电网的运行成本比未考虑环保限产类社会信息时更低。
发明内容
本发明提供了一种在考虑环保限产类社会因素的背景下进行火电厂日前机组组合的方法，其目的是让火力发电企业能够在较好地响应环保部门下达的环保限产指令的同时，使得电力生产成本尽可能低、污染物排放尽可能少。在部分地区，环保部门的次日环保限产指令不能及时地到达电网调度部门，这将使得电网调度部门在进行日前机组组合时存在一定的信息不对称问题，从而得到的最优结果与实际最优结果差异较大。在日前机组组合中，基于火电厂响应环保限产指令的历史措施，根据相应环境预测指标对次日的环保限产措施进行预估，在机组组合中考虑环保限产措施，这将使得日前机组组合得到的最优解更接近实际情况。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新方法，其特征在于，包括
步骤1，采集城市空气质量指数(AQI)的预测值；AQI指标是环境空气质量指数的缩写，是2012年3月国家发布的新空气质量评价标准，污染物监测为6项：二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5、一氧化碳和臭氧；AQI数据每小时更新一次，AQI在发布时取24小时平均值；
步骤2，依据具体的AQI指标预测值，确定城市的天气预警等级；根据AQI指标预测值的不同，共有N级天气预警；具体如下：
(1)α0＜AQI≤α1时，对应1级天气预警；
(2)α1＜AQI≤α2时，对应2级天气预警；
……
(N)αN-1＜AQI≤αN时，对应N级天气预警；
其中，α0,α1,α2,...,αN为常数，且满足条件：
0＜α0＜α1＜α2,...,αN-1＜αN
步骤3，依据具体的天气预警等级，采取对应的响应措施：
(1)发布1级天气预警时，启动1级响应；具体的响应措施为：火力发电企业无需强制响应(β1＝0)；
(2)发布2级天气预警时，启动2级响应；具体的响应措施为：火力发电企业排放总量削减β2以上；
……
(N)发布N级天气预警时，启动N级响应；具体的响应措施为：火力发电等行业排放总量削减βN以上；
其中，β1,β2,...,βN为常数，且满足条件：
β1＜β2,...,βN-1＜βN＜1
火电机组的污染物排放量和其发电功率呈近似线性关系，则对应的各等级的响应措施，可以认为是发电功率的削减；
步骤4，对各火电机组依据装机容量从大到小进行排序；有NG台火电机组；
所有火电机组可能的最大出力为
Figure BDA0003049380350000031
其中，NG火电机组台数，Pg,max为第g台火电机组的出力上限；
将火电机组分为两大类，即需要响应环保限产指令的机组和无需响应环保限产指令的机组，分别为N1和N2台，N1、N2满足以下关系：
N1+N2＝NG
无需响应环保限产指令的机组的最大可能出力为
Figure BDA0003049380350000032
考虑超低排放发电企业后，首先对N2台火电机组按照装机容量从大到小进行排序，即1,2,...,N2；然后，确定环保限产系数η；因为超低排放机组无需响应环保限产指令，所以在实际分析中其污染物排放量将被忽略；引入环保限产系数η来减小由于忽略超低排放机组污染排放导致的误差；η的取值范围如下：
0＜η＜1
其中，η的具体值可以根据实际生产经验得到；
步骤5，选择合适的火电机组满足电网的电力需求；
为了满足电网对于火电出力的需求，火电机组的总出力需要满足如下关系：
Figure BDA0003049380350000033
其中，Pneed电网对火电机组出力的最大需求，τ为响应环保限产指令的机组开机的总台数；
当天气预警等级为n(n＝1,2,...,N)级时，火电厂日前机组组合策略为：
Figure BDA0003049380350000034
其中，τn(正整数)为天气预警等级为n级时选择开机的火电机组台数；
需要注意的是，当天气预警等级为1级时，τ1＝N2；
对于某一天气预警等级N，依据其对应的响应措施，根据上述不等式约束，可以得到考虑环保限产社会因素后选择开机的火电机组台数N'G：
N'G＝N1+τn
为便于分析，在后续模型中，用N'G代替最初的火电机组总台数NG；
步骤6，进行日前机组组合；结合步骤5中得到的更新后的火电机组台数，进行日前机组组合；以火电机组发电成本(燃料成本和启停成本)为目标函数：
min C＝C1+C2
其中C1、C2分别为燃料成本和启停成本；
燃料成本C1的具体形式如下所示：
Figure BDA0003049380350000041
其中，
Figure BDA0003049380350000042
表示第g台火电机组在t时刻的出力，T为调度周期，ag、bg、cg分别为第g台机组的燃料成本系数；
启停成本C2包括开机成本
Figure BDA0003049380350000043
和停机成本
Figure BDA0003049380350000044
两部分，即
Figure BDA0003049380350000045
具体而言，
Figure BDA0003049380350000046
Figure BDA0003049380350000047
其中，cg,u、cg,d分别为第g台机组开、停机成本系数，vt,g表示第g台火电机组在t时刻的运行状态(1时表示开机状态，0表示关机状态)；
约束条件包括出力约束、功率平衡约束、爬坡约束、开机约束和停机约束等；
(1)出力约束如下：
Figure BDA0003049380350000048
其中，
Figure BDA0003049380350000049
分别为第g台机组的最小、最大出力；
(2)功率平衡约束如下：
Figure BDA00030493803500000410
其中，Pt,load为t时刻的负荷需求；
(3)爬坡约束具体如下：
Figure BDA0003049380350000051
Figure BDA0003049380350000052
其中，RUg、RDg分别为第g台机组的向上、向下爬坡速率；SUg、SDg分别为第g台机组的开机、停机爬坡速率；
(4)开机约束如下：
Figure BDA0003049380350000053
Figure BDA0003049380350000054
Figure BDA0003049380350000055
Figure BDA0003049380350000056
Figure BDA0003049380350000057
其中，
Figure BDA0003049380350000058
为第g台机组最开始需持续开机时间，
Figure BDA0003049380350000059
为第g台机组最小开机时间；
(5)停机约束如下：
Figure BDA00030493803500000510
Figure BDA00030493803500000511
Figure BDA00030493803500000512
Figure BDA00030493803500000513
Figure BDA00030493803500000514
其中，
Figure BDA00030493803500000515
为第g台机组最开始需持续关机时间，
Figure BDA00030493803500000516
为第g台机组最小关机时间。
附图说明
附图1是本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
基于环保限产社会类信息的电网日前机组组合滚动更新模型，具体模型如下：
步骤1，采集城市空气质量指数(AQI)的预测值。AQI指标是环境空气质量指数的缩写，是2012年3月国家发布的新空气质量评价标准，污染物监测为6项：二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5、一氧化碳和臭氧。AQI数据每小时更新一次，AQI在发布时一般都取24小时平均值。
步骤2，依据具体的AQI指标预测值，确定城市的天气预警等级。根据AQI指标预测值的不同，共有N级天气预警。具体如下：
(1)α0＜AQI≤α1时，对应1级天气预警；
(2)α1＜AQI≤α2时，对应2级天气预警；
……
(N)αN-1＜AQI≤αN时，对应N级天气预警。
其中，α0,α1,α2,...,αN为常数，且满足条件：
0＜α0＜α1＜α2,...,αN-1＜αN
步骤3，依据具体的天气预警等级，采取对应的响应措施：
(1)发布1级天气预警时，启动1级响应。具体的响应措施为：火力发电企业无需强制响应(β1＝0)；
(2)发布2级天气预警时，启动2级响应。具体的响应措施为：火力发电企业排放总量削减β2以上；
……
(N)发布N级天气预警时，启动N级响应。具体的响应措施为：火力发电等行业排放总量削减βN以上。
其中，β1,β2,...,βN为常数，且满足条件：
β1＜β2,...,βN-1＜βN＜1
假设火电机组的污染物排放量和其发电功率(发电量)呈近似线性关系，则对应的各等级的响应措施，可以认为是发电功率(发电量)的削减。
步骤4，对各火电机组依据装机容量从大到小进行排序。假设有NG台火电机组。
当火力发电企业需要响应环保部门的环保限产指令时，则火电出力将受到一定程度的限制，此时如果让所有的火电机组全部开机，往往是不够经济的。且大容量的机组总体上单位排放量要小于小容量的火电机组，因此，基于“上大压小”的原则，在响应环保限产措施的背景下进行火电厂日前机组组合。
为了满足电网的电力需求，则在考虑备用容量的前提下，当无需响应环保限产措施时，所有火电机组可能的最大出力为
Figure BDA0003049380350000071
其中，NG火电机组台数，Pg,max为第g台火电机组的出力上限。
电力系统中部分发电厂的火电机组污染物排放量很低，属于超低排放发电企业。该类发电企业无需响应环保部门下达的环保限产指令。因此，将火电机组分为两大类，即需要响应环保限产指令的机组和无需响应环保限产指令的机组，分别为N1和N2台，N1、N2满足以下关系：
N1+N2＝NG
无需响应环保限产指令的机组的最大可能出力为
Figure BDA0003049380350000072
考虑超低排放发电企业后，首先对N2台火电机组按照装机容量从大到小进行排序，即1,2,...,N2。然后，确定环保限产系数η。因为超低排放机组无需响应环保限产指令，所以在实际分析中其污染物排放量将被忽略。引入环保限产系数η来减小由于忽略超低排放机组污染排放导致的误差。η的取值范围如下：
0＜η＜1
其中，η的具体值可以根据实际生产经验得到。
步骤5，选择合适的火电机组满足电网的电力需求。
为了满足电网对于火电出力的需求，火电机组的总出力需要满足如下关系：
Figure BDA0003049380350000073
其中，Pneed电网对火电机组出力的最大需求，τ为响应环保限产指令的机组开机的总台数。
当天气预警等级为n(n＝1,2,...,N)级时，火电厂日前机组组合策略为：
Figure BDA0003049380350000081
其中，τn(正整数)为天气预警等级为n级时选择开机的火电机组台数。
需要注意的是，当天气预警等级为1级时，τ1＝N2。
对于某一天气预警等级n，依据其对应的响应措施，根据上述不等式约束，可以得到考虑环保限产社会因素后选择开机的火电机组台数N'G：
N'G＝N1+τn
为便于分析，在后续模型中，用N'G代替最初的火电机组总台数NG。
步骤6，进行日前机组组合。结合步骤5中得到的更新后的火电机组台数，进行日前机组组合。以火电机组发电成本(燃料成本和启停成本)为目标函数：
min C＝C1+C2
其中C1、C2分别为燃料成本和启停成本。
燃料成本C1的具体形式如下所示：
Figure BDA0003049380350000082
其中，
Figure BDA0003049380350000083
表示第g台火电机组在t时刻的出力，T为调度周期，ag、bg、cg分别为第g台机组的燃料成本系数。
启停成本C2包括开机成本
Figure BDA0003049380350000084
和停机成本
Figure BDA0003049380350000085
两部分，即
Figure BDA0003049380350000086
具体而言，
Figure BDA0003049380350000087
Figure BDA0003049380350000088
其中，cg,u、cg,d分别为第g台机组开、停机成本系数，vt,g表示第g台火电机组在t时刻的运行状态(1时表示开机状态，0表示关机状态)。
约束条件包括出力约束、功率平衡约束、爬坡约束、开机约束和停机约束等。
(1)出力约束如下：
Figure BDA0003049380350000091
其中，
Figure BDA0003049380350000092
分别为第g台机组的最小、最大出力。
(2)功率平衡约束如下：
Figure BDA0003049380350000093
其中，Pt,load为t时刻的负荷需求。
(3)爬坡约束具体如下：
Figure BDA0003049380350000094
Figure BDA0003049380350000095
其中，RUg、RDg分别为第g台机组的向上、向下爬坡速率；SUg、SDg分别为第g台机组的开机、停机爬坡速率。
(4)开机约束如下：
Figure BDA0003049380350000096
Figure BDA0003049380350000097
Figure BDA0003049380350000098
Figure BDA0003049380350000099
Figure BDA00030493803500000910
其中，
Figure BDA00030493803500000911
为第g台机组最开始需持续开机时间，
Figure BDA00030493803500000912
为第g台机组最小开机时间。
(5)停机约束如下：
Figure BDA00030493803500000913
Figure BDA00030493803500000914
Figure BDA00030493803500000915
Figure BDA0003049380350000101
Figure BDA0003049380350000102
其中，
Figure BDA0003049380350000103
为第g台机组最开始需持续关机时间，
Figure BDA0003049380350000104
为第g台机组最小关机时间。
案例1
假设共有12台火电机组，其中4台为超低排放机组(1～4台)，各火电机组参数如下：
表1各火电机组装机容量(单位：MW)
Figure BDA0003049380350000105
因此，N1＝4,N2＝8。
假设天气预警等级共有4级，当天气预警等级为第3级时，对应的第3级响应措施为：火力发电企业排放总量削减30％以上。
取η＝0.9，依据不等式
Figure BDA0003049380350000106
可得，τ3＝5，于是N'G＝N1+τ3＝9。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种基于环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新方法，其特征在于，包括
步骤1，采集城市空气质量指数(AQI)的预测值；AQI指标是环境空气质量指数的缩写，是2012年3月国家发布的新空气质量评价标准，污染物监测为6项：二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5、一氧化碳和臭氧；AQI数据每小时更新一次，AQI在发布时取24小时平均值；
步骤2，依据具体的AQI指标预测值，确定城市的天气预警等级；根据AQI指标预测值的不同，共有N级天气预警；具体如下：
(1)α0＜AQI≤α1时，对应1级天气预警；
(2)α1＜AQI≤α2时，对应2级天气预警；
……
(N)αN-1＜AQI≤αN时，对应N级天气预警；
其中，α0,α1,α2,...,αN为常数，且满足条件：
0＜α0＜α1＜α2,...,αN-1＜αN
步骤3，依据具体的天气预警等级，采取对应的响应措施：
(1)发布1级天气预警时，启动1级响应；具体的响应措施为：火力发电企业无需强制响应(β1＝0)；
(2)发布2级天气预警时，启动2级响应；具体的响应措施为：火力发电企业排放总量削减β2以上；
……
(N)发布N级天气预警时，启动N级响应；具体的响应措施为：火力发电等行业排放总量削减βN以上；
其中，β1,β2,...,βN为常数，且满足条件：
β1＜β2,...,βN-1＜βN＜1
火电机组的污染物排放量和其发电功率呈近似线性关系，则对应的各等级的响应措施，可以认为是发电功率的削减；
步骤4，对各火电机组依据装机容量从大到小进行排序；有NG台火电机组；
所有火电机组可能的最大出力为
Figure FDA0003049380340000021
其中，NG火电机组台数，Pg,max为第g台火电机组的出力上限；
将火电机组分为两大类，即需要响应环保限产指令的机组和无需响应环保限产指令的机组，分别为N1和N2台，N1、N2满足以下关系：
N1+N2＝NG
无需响应环保限产指令的机组的最大可能出力为
Figure FDA0003049380340000022
考虑超低排放发电企业后，首先对N2台火电机组按照装机容量从大到小进行排序，即1,2,...,N2；然后，确定环保限产系数η；因为超低排放机组无需响应环保限产指令，所以在实际分析中其污染物排放量将被忽略；引入环保限产系数η来减小由于忽略超低排放机组污染排放导致的误差；η的取值范围如下：
0＜η＜1
其中，η的具体值可以根据实际生产经验得到；
步骤5，选择合适的火电机组满足电网的电力需求；
为了满足电网对于火电出力的需求，火电机组的总出力需要满足如下关系：
Figure FDA0003049380340000023
其中，Pneed电网对火电机组出力的最大需求，τ为响应环保限产指令的机组开机的总台数；
当天气预警等级为n(n＝1,2,...,N)级时，火电厂日前机组组合策略为：
Figure FDA0003049380340000024
其中，τn(正整数)为天气预警等级为n级时选择开机的火电机组台数；
需要注意的是，当天气预警等级为1级时，τ1＝N2；
对于某一天气预警等级N，依据其对应的响应措施，根据上述不等式约束，可以得到考虑环保限产社会因素后选择开机的火电机组台数N'G：
N'G＝N1+τn
为便于分析，在后续模型中，用N'G代替最初的火电机组总台数NG；
步骤6，进行日前机组组合；结合步骤5中得到的更新后的火电机组台数，进行日前机组组合；以火电机组发电成本(燃料成本和启停成本)为目标函数：
min C＝C1+C2
其中C1、C2分别为燃料成本和启停成本；
燃料成本C1的具体形式如下所示：
Figure FDA0003049380340000031
其中，
Figure FDA0003049380340000032
表示第g台火电机组在t时刻的出力，T为调度周期，ag、bg、cg分别为第g台机组的燃料成本系数；
启停成本C2包括开机成本
Figure FDA0003049380340000033
和停机成本
Figure FDA0003049380340000034
两部分，即
Figure FDA0003049380340000035
具体而言，
Figure FDA0003049380340000036
Figure FDA0003049380340000037
其中，cg,u、cg,d分别为第g台机组开、停机成本系数，vt,g表示第g台火电机组在t时刻的运行状态(1时表示开机状态，0表示关机状态)；
约束条件包括出力约束、功率平衡约束、爬坡约束、开机约束和停机约束等；
(1)出力约束如下：
Figure FDA0003049380340000038
其中，
Figure FDA0003049380340000039
分别为第g台机组的最小、最大出力；
(2)功率平衡约束如下：
Figure FDA00030493803400000310
其中，Pt,load为t时刻的负荷需求；
(3)爬坡约束具体如下：
Figure FDA0003049380340000041
Figure FDA0003049380340000042
其中，RUg、RDg分别为第g台机组的向上、向下爬坡速率；SUg、SDg分别为第g台机组的开机、停机爬坡速率；
(4)开机约束如下：
Figure FDA0003049380340000043
Figure FDA0003049380340000044
Figure FDA0003049380340000045
Figure FDA0003049380340000046
Figure FDA0003049380340000047
其中，
Figure FDA0003049380340000048
为第g台机组最开始需持续开机时间，
Figure FDA0003049380340000049
为第g台机组最小开机时间；
(5)停机约束如下：
Figure FDA00030493803400000410
Figure FDA00030493803400000411
Figure FDA00030493803400000412
Figure FDA00030493803400000413
Figure FDA00030493803400000414
其中，
Figure FDA00030493803400000415
为第g台机组最开始需持续关机时间，
Figure FDA00030493803400000416
为第g台机组最小关机时间。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103955752A (zh) * 2014-04-11 2014-07-30 国家电网公司 一种燃煤电厂污染物排放总量控制智能化决策方法
CN104504451A (zh) * 2014-11-04 2015-04-08 国家电网公司 一种多状态运行热电厂的火电系统日前机组组合优化方法
CN105375507A (zh) * 2015-07-10 2016-03-02 华北电力大学（保定） 雾霾环境下虚拟电厂的电力两级交互优化调度系统
CN107316112A (zh) * 2017-07-05 2017-11-03 国网能源研究院 一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统
CN107368961A (zh) * 2017-07-12 2017-11-21 东南大学 一种适用于新能源接入背景下的区域电网碳排放管理方法
CN112398115A (zh) * 2019-08-14 2021-02-23 海南电网有限责任公司 一种基于改进模型预测控制的多时间尺度火电-光伏-抽水蓄能联合优化调度方案

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103955752A (zh) * 2014-04-11 2014-07-30 国家电网公司 一种燃煤电厂污染物排放总量控制智能化决策方法
CN104504451A (zh) * 2014-11-04 2015-04-08 国家电网公司 一种多状态运行热电厂的火电系统日前机组组合优化方法
CN105375507A (zh) * 2015-07-10 2016-03-02 华北电力大学（保定） 雾霾环境下虚拟电厂的电力两级交互优化调度系统
CN107316112A (zh) * 2017-07-05 2017-11-03 国网能源研究院 一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统
CN107368961A (zh) * 2017-07-12 2017-11-21 东南大学 一种适用于新能源接入背景下的区域电网碳排放管理方法
CN112398115A (zh) * 2019-08-14 2021-02-23 海南电网有限责任公司 一种基于改进模型预测控制的多时间尺度火电-光伏-抽水蓄能联合优化调度方案

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