CN117638943A - 一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、设备及介质，所述方法为根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并根据预设约束条件、预设机组加载原则和获取的目标日剩余负荷曲线，对参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集，根据燃煤机组发电煤耗率和燃气机组单机容量分别对基机组集和调峰机组集中的各个机组进行升序排列得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位后，根据目标日剩余负荷曲线、基机组加载序位和调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到目标日时段机组启停策略。本发明能有效提升机组组合调度的透明性、普适性和精准性的同时，还能满足机组组合的经济性目标需求。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统调度技术领域，特别是涉及一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、计算机设备及存储介质。
背景技术
机组组合是电力系统安排发电计划的重要工具，其目的是在满足机组出力上下限、连续开停机时间、爬坡率等运行约束的条件下，决策一定时间跨度内逐时段的机组开停机状态和计划出力，以达到一定的经济性目标。然而，机组组合是一个多时段耦合的混合整数规划问题，省调规模系统中机组通常有几百台，其煤耗率和技术参数不尽相同，构建高效的机组组合算法并非易事。
现有的机组组合算法包括动态规划法(Dynamic Programming,DP)、拉格朗日松弛算法(Lagrangian Relaxation,LR)和优先顺序法(Priority List,PL)等；其中，DP法先据运行约束条件找出开停机方案可行集，再从中选出经济性最优的方案，由于可行开停机方案数随机组数的增多而呈几何级数增长，该方法难以适用中大规模系统；LR法通过对问题分解加快求解速度，但难以获得全局最优解；此外，PL法中无论是按发电成本由小到大将机组排序加载，直至满足负荷和备用需求的顺序投入法(sequential unit commitment)，还是先假设所有可调度机组为加载状态，再按发电成本由大到小切除机组，直至不存在冗余的备用的逆序切除法(Unit Decommitment Method)都必须遵循先在无运行约束的条件下按经济性指标加载机组，再修改加载方案以满足运行约束的原则实现，且修改运行方案往往依据经验性规则，使得最终得到的开停机计划较大偏离最优解。即现有机组组合算法的普适性和精准性都有待提升，并不能真正满足机组组合调度的经济性目标需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于预分析的机组组合排序方法，通过在考虑机组经济性约束和连续开停机时间约束的情况下，以燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组为原则进行预调度分析，形成基机组集和调峰机组集并确定相应的机组加载序位，再结合逐时加减载算法进行目标日时段递推模拟得到对应时段机组启停策略，解决现有机组组合调度的普适性和精准性欠缺，不能真正满足电力系统经济性目标需求的应用缺陷，能有效提升机组组合调度的透明性、普适性和精准性的同时，还能满足机组组合的经济性目标需求，进而为电力系统的稳定可靠运行提供可靠保障。
为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、计算机设备及存储介质。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于预分析的机组组合排序方法，所述方法包括以下步骤：
根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；
根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；
分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；
根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。
进一步地，所述根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集的步骤包括：
获取火电系统内所有未启用的燃气机组和燃煤机组，作为待调度机组集；
根据所述火电系统运行机制，得到系统调度备用时长，并根据所述系统调度备用时长，得到备用燃气机组集；
将所述备用燃气机组集和热电机组从所述待调度机组集中移除，得到参与调度机组集；所述参与调度机组集包括待调度燃煤机组集和待调度燃气机组集。
进一步地，所述根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集的步骤包括：
根据所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的待调整峰荷；
按照发电标煤耗率由大到小的顺序，依次满载加载所述待调度燃气机组集中的燃气机组，并根据加载的燃气机组的技术出力同步消减所述待调整峰荷，直至满足预设停止加载条件，得到所述调峰机组集和待调整剩余峰荷；所述预设停止加载条件包括所述待调度燃气机组集中的燃气机组全部加载完毕、或所述待调整峰荷已被全部消减；
当燃气机组已全部加载完毕且待调整剩余峰荷不为零时，按照发电煤耗率由小到大的顺序，依次满载加载所述待调度燃煤机组集中的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷后，根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集。
进一步地，所述根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集的步骤包括：
按照发电成本由高到低的顺序，将各个已加载燃煤机组的技术出力降至对应的最小技术出力，直至满足所述预设燃煤机备用时长运行需求，并获取已加载燃煤机组总出力；
判断所述已加载燃煤机组总出力是否大于所述待调整剩余峰荷，若是，则根据已加载燃煤机组得到所述基机组集，反之，则按照最小技术出力加载所述待调度燃煤机组集中未开启的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷，得到所述基机组集。
进一步地，所述根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的步骤包括：
根据所述目标日剩余负荷曲线，得到目标日最低负荷时段和目标日递推时段范围；
将所述目标日最低负荷时段作为起始递推时段，并根据所述起始递推时段和所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的起始时段燃煤机加载目标容量；
根据所述基机组加载序位，将所述基机组集中的所有燃煤机组满载加载后，根据所述基机组加载序位的逆序顺序，依次将已加载燃煤机组的技术出力减载至最小技术出力，直至所有加载燃煤机组的总出力等于所述起始时段燃煤机加载目标容量，得到对应的起始时段谷时启停策略；
根据所述起始时段谷时启停策略和预设递推时间步长，获取下一递推时段对应的剩余负荷增量，并根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略，以及根据所述下一目标日时段机组启停策略和所述预设加减载算法继续进行逐时递推，直至得到所述目标日递推时段范围内的所有目标日时段机组启停策略。
进一步地，所述根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略的步骤包括：
当所述剩余负荷增量等于零时，将前一递推时段对应的目标日时段机组启停策略作为当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
当所述剩余负荷增量大于零时，根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力，直至出力调增后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设煤机加载条件为未满发且在所述基机组加载序位中的加载序位最小；所述预设煤机调增量约束包括负荷增量约束、机组爬坡率约束和备用时长需求约束；所述预设燃机加载条件为未满发或未加载，且在所述调峰机组加载序位中的加载序位最小；所述预设燃机调增量约束包括负荷增量约束、机组最小技术出力和最大出力约束；
当所述剩余负荷增量小于零时，则按照预设减载顺序循环下调机组出力，直至出力下调后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设减载顺序包括先按照所述基机组加载序位的逆序顺序将未降载至最小技术出力的燃煤机组出力减载至最小技术出力，再按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序将已加载且技术出力大于最小技术出力的燃气机组进行出力下调，最后按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序关闭已加载燃气机组。
进一步地，所述根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力的步骤包括：
判断已加载燃煤机组的总未满发容量是否大于预设备用容量；
若大于，则根据预设煤机加载条件获取待调增燃煤机组，根据预设煤机调增量约束获取对应的待调增煤机出力量，并根据所述待调增煤机出力量对所述待调增燃煤机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设煤机加载条件和所述预设煤机调增量约束继续调增燃煤机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
若等于，则根据预设燃机加载条件获取待调增燃气机组，根据预设燃机调增量约束获取对应的待调增燃机出力量，并根据所述待调增燃机出力量对所述待调增燃机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设燃机加载条件和所述预设燃机调增量约束继续调增燃气机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于预分析的机组组合排序系统，所述系统包括：
预处理模块，用于根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；
预分析模块，用于根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；
序位分析模块，用于分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；
策略生成模块，用于根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其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上述方法的步骤。
上述本申请提供了一种基于预分析的机组组合排序方法、系统、计算机设备和存储介质，通过所述方法实现了根据火电系统运行机制得到参与调度机组集后，根据包括机组经济性约束和连续开停机时间约束的预设约束条件、包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组的预设机组加载原则和获取的目标日剩余负荷曲线，对参与调度机组集进行机组调度预分析得到基机组集和调峰机组集，并根据燃煤机组发电煤耗率和燃气机组单机容量，分别对基机组集和调峰机组集中的各个机组进行升序排列，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位，以及根据目标日剩余负荷曲线、基机组加载序位和调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的技术方案。与现有技术相比，该基于预分析的机组组合排序方法，能有效提升机组组合调度的透明性、普适性和精准性的同时，还能满足机组组合的经济性目标需求，进而为电力系统的稳定可靠运行提供可靠保障。
附图说明
图1是本发明实施例中基于预分析的机组组合排序方法的应用场景示意图；
图2是本发明实施例中基于预分析的机组组合排序方法的流程示意图；
图3是本发明实施例中基于预分析的机组组合排序的另一详细流程示意图；
图4是本发明实施例中基于预分析的机组组合排序系统的结构示意图；
图5是本发明实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明，显然，以下所描述的实施例是本发明实施例的一部分，仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。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。
本发明提供的基于预分析的机组组合排序方法可理解为先在考虑机组经济性约束和连续开停机时间约束的情况下，以燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组为原则进行预调度分析，形成基机组集和调峰机组集并确定相应的机组加载序位，再结合逐时加减载算法进行目标日时段递推模拟得到对应时段机组启停策略的纯火电系统机组组合调度方法，可以应用于如图1所示的终端或服务器上。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。服务器可根据实际应用需求，采用本发明提供的基于预分析的机组组合排序方法架构进行透明、高效且精准的机组组合排序，并将得到的目标日各个时段的机组启停策略用于服务器后续研究，或传送给终端以供终端使用者进行查看分析；下述实施例将对本发明的基于预分析的机组组合排序方法进行详细说明。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于预分析的机组组合排序方法，包括以下步骤：
S11、根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；其中，火电系统运行机制可理解为是仅考虑火电机组的启停调度，且忽略各个火电机组启停过程，火电机组的优化时间间隔(完成机组启动/停机)可通过发电计划微调的方式来计入启停过程中机组实际的出力限制；对应的，目标日剩余负荷曲线可理解为是基于日前火电系统运行数据预测得到的次日剩余负荷曲线，即火电机组开停机优化所面对的负荷曲线，具体预测方法可参考现有技术实现，此处不作具体限定；需要说明的是，对于存在水电、核电、新能源(风电、光伏)等非火电机组的电力系统而言，目标日剩余负荷曲线可理解为是从预测得到的原始负荷曲线中扣除非火电机组和热定电的热电机组的计划出力得到的剩余负荷曲线；
原则上参与调度机组集可理解为是可用于火电机组开停机优化目标剩余负荷曲线所使用的未启动的所有燃气机组和燃煤机组，但考虑到燃气机组与燃煤机组的能耗特点、启停时长约束以及机组备用需求，本实施例理优选地，对所有未启用的燃气机组和燃煤机组进行筛选，得到预调度分析所用的参与调度机组集；具体的，所述根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集的步骤包括：
获取火电系统内所有未启用的燃气机组和燃煤机组，作为待调度机组集；
根据所述火电系统运行机制，得到系统调度备用时长，并根据所述系统调度备用时长，得到备用燃气机组集；其中，系统调度备用时长可根据实际系统运行需求确定，本实施例优选将其设为30min，并选用能效相对较低，或同等能效中单机容量较小的燃气机组承担备用时长的出力容量，得到对应的备用燃气机组集；
将所述备用燃气机组集和热电机组从所述待调度机组集中移除，得到参与调度机组集；所述参与调度机组集包括待调度燃煤机组集Gc'和待调度燃气机组集Gg'。
S12、根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束，且机组经济性约束可理解为是日标煤耗量最小化的目标约束；所述预设机组加载原则可理解为是基于燃气机组的能耗比燃煤机小组很多，燃气机组启停较快且部分燃气机组需要留作备用，以及煤机启停能耗较高等情况的综合考虑而确定的调峰机组加载原则，优选的包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；具体的，所述根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集的步骤包括：
根据所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的待调整峰荷；其中，待调整峰荷可理解为是目标日剩余负荷曲线上的峰荷值，具体随目标日剩余负荷曲线而异，此处不作具体限定；
按照发电标煤耗率由大到小的顺序，依次满载加载所述待调度燃气机组集中的燃气机组，并根据加载的燃气机组的技术出力同步消减所述待调整峰荷，直至满足预设停止加载条件，得到所述调峰机组集和待调整剩余峰荷；所述预设停止加载条件包括所述待调度燃气机组集中的燃气机组全部加载完毕、或所述待调整峰荷已被全部消减；即，调峰机组集和待调整剩余峰荷的具体获取过程可理解为针对目标日剩余负荷曲线的峰荷位置，按标煤耗率由大到小加载Gg'中的燃气机组，每台均加载到满载，每加载一台便削减相应容量的峰荷，直至Gg'集中所有燃气机组都加载或待调整峰荷被削减完毕，记此时待调整剩余峰荷为ξ；若上述燃气机组加载过程因燃气机组全部加载完毕而停止，则ξ＞0就需要按照下述步骤继续加载机组，直至平衡剩余负荷；若上述燃气机组加载过程因待调整峰荷已被全部消减而停止，则ξ＝0，就可直接根据已经加载的所有燃气机组得到调峰机组集/>
当燃气机组已全部加载完毕且待调整剩余峰荷不为零时，按照发电煤耗率由小到大的顺序，依次满载加载所述待调度燃煤机组集中的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷后，根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集；具体的，所述根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集的步骤包括：
按照发电成本由高到低的顺序，将各个已加载燃煤机组的技术出力降至对应的最小技术出力，直至满足所述预设燃煤机备用时长运行需求，并获取已加载燃煤机组总出力；其中，预设燃煤机备用时长可根据实际应用需求设定，本实施例优选地将其设为10min；
判断所述已加载燃煤机组总出力是否大于所述待调整剩余峰荷，若是，则根据已加载燃煤机组得到所述基机组集，反之，则按照最小技术出力加载所述待调度燃煤机组集中未开启的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷，得到所述基机组集；
上述基机组集的获取过程可理解为是峰时加载燃煤机的过程，包括：从负荷等于0的位置开始，按煤耗率由小到大加载燃煤机，先按满载加载至平衡待调整剩余峰荷ξ；随后通过按成本从高到低的顺序依次把满载的燃煤机组的出力降到最小技术出力，直到满足预设燃煤机备用时长需求，若降边际燃煤机出力后，所有已加载燃煤机组的总出力低于待调整剩余峰荷，就按成本从低到高的顺序把未开启的燃煤机组开起来，直到平衡待调整剩余峰荷；此步加载的燃煤机组就构成24小时连续运行燃煤机组集，即基机组集，记为
S13、分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；其中，基机组集和调峰机组集通过上述预调度分析确定后，就按照预设指标确定基机组集和调峰机组集中各个机组的加载顺序；本实施例优选地，将基机组集中的燃煤机组按发电煤耗率由小到大排序，得到基机组加载序位，对应的燃煤机集记为同时，考虑到燃气机组的煤耗率和启停成本不随单机容量而表现出很大差异，为减少启停调度指令，按燃气机组的单机容量由小到大排序，得到调峰燃机加载序位，对应的燃气机组集记为Gg。
S14、根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略；其中，目标日时段机组启停策略可理解为是根据日前预测得到的目标日剩余负荷曲线确定的目标日递推时段范围内各个时段对应的机组启停策略；为了保证逐时递推加减载模拟的高效性，本实施例优选地将目标日递推时段范围设为自目标日最低负荷时段(记为tmin)至次日第1～(tmin-1)时段，确定机组启停策略后再将次日第1～(tmin-1)时段的启停策略作为目标日该时段启停策略；
具体的，如图3所示，所述根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的步骤包括：
根据所述目标日剩余负荷曲线，得到目标日最低负荷时段和目标日递推时段范围；其中，目标日最低负荷时段和目标日递推时段范围的确定如上所述分别为tmin和[tmin,tmin+24]；
将所述目标日最低负荷时段作为起始递推时段，并根据所述起始递推时段和所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的起始时段燃煤机加载目标容量；其中，起始时段燃煤机加载目标容量可理解为是目标日剩余负荷曲线上与目标日最低负荷时段对应的负荷谷值，即
根据所述基机组加载序位，将所述基机组集中的所有燃煤机组满载加载后，根据所述基机组加载序位的逆序顺序，依次将已加载燃煤机组的技术出力减载至最小技术出力，直至所有加载燃煤机组的总出力等于所述起始时段燃煤机加载目标容量，得到对应的起始时段谷时启停策略；需要说明的是，由于基机组集是前述保证燃煤机组未满发部分满足预设燃煤机备用时长需求的基础上进行预调度分析确定的，此处得到的起始时段谷时启停策略也同样能保证加载的所有燃煤机的未满发容量满足备用容量Rsp要求；
根据所述起始时段谷时启停策略和预设递推时间步长，获取下一递推时段对应的剩余负荷增量，并根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略，以及根据所述下一目标日时段机组启停策略和所述预设加减载算法继续进行逐时递推，直至得到所述目标日递推时段范围内的所有目标日时段机组启停策略；其中，预设递推时间步长原则上可根据实际应用需求设置，本实施例优选地将其设为一个小时，对应预设加减载算法可理解为是每个小时需要判断剩余负荷的变化情况，并在剩余负荷增加时调增机组出力，剩余负荷减少时下调机组出力的循环递推算法；具体的，所述根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略的步骤包括：
当所述剩余负荷增量等于零时，将前一递推时段对应的目标日时段机组启停策略作为当前递推时段的目标日时段机组启停策略；即，若其中，和/>分别表示当前递推时段t和前一递推时段t-1的剩余负荷，且/>表示为当前递推时段t对应的剩余负荷增量，则保持机组启停策略不变，仍采用前一递推时段t-1确定的机组启停策略；
当所述剩余负荷增量大于零时，根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力，直至出力调增后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设煤机加载条件为未满发且在所述基机组加载序位中的加载序位最小；所述预设煤机调增量约束包括负荷增量约束、机组爬坡率约束和备用时长需求约束；所述预设燃机加载条件为未满发或未加载，且在所述调峰机组加载序位中的加载序位最小；所述预设燃机调增量约束包括负荷增量约束、机组最小技术出力和最大出力约束；具体的，所述根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力的步骤包括：
判断已加载燃煤机组的总未满发容量是否大于预设备用容量；
若大于，则根据预设煤机加载条件获取待调增燃煤机组，根据预设煤机调增量约束获取对应的待调增煤机出力量，并根据所述待调增煤机出力量对所述待调增燃煤机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设煤机加载条件和所述预设煤机调增量约束继续调增燃煤机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
若等于，则根据预设燃机加载条件获取待调增燃气机组，根据预设燃机调增量约束获取对应的待调增燃机出力量，并根据所述待调增燃机出力量对所述待调增燃机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设燃机加载条件和所述预设燃机调增量约束继续调增燃气机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
在实际应用中，上述循环调增机组出力的加载算法可理解为是：当时，判断基机组集/>中燃煤机组的未满发容量之和是否大于系统旋转备用容量Rsp，且根据判断结果分下述两种情况执行加载方案：
1)若燃煤机组的未满发容量之和大于备用容量，则考虑到增加已加载燃煤机组的出力比新加载燃气机组的能耗小，故找到中未满发且加载序位最小的燃煤机组s，增加其出力，对应的出力增量(待调增煤机出力量)综合负荷增量、机组爬坡率和备用需求三方面约束，按下式取值：
其中，表示第s台基机组在t时段对应的待调增煤机出力量；/>为从满足系统预设燃煤机组备用角度允许第s台基机组在t时段上调的最大出力增量；其中，/>表示机组s的爬坡率；若记第s台基机组t时段的未满发容量为
则有，
式中，和Ps,c(t-1)分别表示第s台燃煤机组的最大出力和t-1时刻出力；
2)若燃煤机组的未满发容量之和等于备用容量，则须增加燃气机组的出力(必要时加载新的燃气机组)来平衡负荷增量；为此，需找到Gg中加载序位最靠前且未加载/未满发的燃气机组s，对应的加载容量(待调增燃机出力量)需综合负荷增量平衡需求、该燃机的最小技术出力和最大出力约束得到，表示为：
其中，表示第s台燃气机组在t时段对应的待调增燃机出力量；/>表示第s台燃气机组在启动时段的出力可调量，排序加载中忽略启/停过程，相当于取 和Ps,g(t-1)分别表示第s台燃气机组的最大出力和t-1时刻出力；
通过上述1)或2)步骤对调增机组出力后，需要根据对应的待调增煤机出力量或待调增燃机出力量/>更新当前的剩余负荷增量/>即或/>若更新后/>则重复执行上述步骤，直至/>得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
当所述剩余负荷增量小于零时，则按照预设减载顺序循环下调机组出力，直至出力下调后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设减载顺序包括先按照所述基机组加载序位的逆序顺序将未降载至最小技术出力的燃煤机组出力减载至最小技术出力，再按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序将已加载且技术出力大于最小技术出力的燃气机组进行出力下调，最后按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序关闭已加载燃气机组；
在实际应用中，上述循环下调机组出力的减载算法可理解为：
从能耗最小角度，应先让燃煤机组减载，故从中找到加载序位最靠后且尚未降载到最小技术出力的燃煤机组s，综合减载需求、该机组爬坡率及其可下调出力确定其出力下调量为：
其中，表示表示第s台燃煤机组在t时段对应的待下调煤机出力量；/>和/>分别表示第s台燃煤机组的下爬坡率和最小出力；
当中所有煤机均已减载至最小技术出力时，通过燃机减载平衡负荷；鉴于燃机能效差不多，为减少停机能耗，优先采用减载、而非停机的方式减少燃机出力；为此，从Gg中找到加载序位最靠后且出力高于其最小技术出力的已加载燃气机组s，综合负荷下调量、该燃机爬坡率和允许的下调量，确定其出力下调量为：
其中，表示表示第s台燃气机组在t时段对应的待下调煤机出力量；/>和/>分别表示第s台燃气机组的下爬坡率和最小出力；
当所有已加载燃煤机组和燃气机组都已下调至最小技术出力后，需要关闭已加载且序位最靠后的燃气机组s，即
依次执行上述步骤，并不断更新或直至/>得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略。
本申请实施例提出的根据火电系统运行机制得到参与调度机组集后，根据包括机组经济性约束和连续开停机时间约束的预设约束条件、包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组的预设机组加载原则和获取的目标日剩余负荷曲线，对参与调度机组集进行机组调度预分析得到基机组集和调峰机组集，并根据燃煤机组发电煤耗率和燃气机组单机容量，分别对基机组集和调峰机组集中的各个机组进行升序排列，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位，以及根据目标日剩余负荷曲线、基机组加载序位和调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的方案，从燃气机组和燃煤机组的实际经济特性出发，给出了一种采用峰时加载算法对机组经济性和连续开停机时间约束实施与分析，得到基机组和调峰机组加载序位，随后通过逐时加减载递推算法确定逐时开停机计划的基于预分析的机组组合新排序法，且该方法能在保持排序的算法透明性的同时得到经济、可行的开停机计划，既优化了煤耗率，又能使开停机计划满足机组爬坡率和连续开停机时间约束，与现有机组组合排序法相比能更好地实现节能调度的目标，有效解决了现有机组组合调度的普适性和精准性欠缺，不能真正满足电力系统经济性目标需求的应用缺陷，能有效提升机组组合调度的透明性、普适性和精准性的同时，还能满足机组组合的经济性目标需求，进而为电力系统的稳定可靠运行提供可靠保障。
需要说明的是，虽然上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种基于预分析的机组组合排序系统，所述系统包括：
预处理模块1，用于根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；
预分析模块2，用于根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；
序位分析模块3，用于分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；
策略生成模块4，用于根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。
关于基于预分析的机组组合排序系统的具体限定可以参见上文中对于基于预分析的机组组合排序方法的限定，对应的技术效果也可等同得到，在此不再赘述。上述基于预分析的机组组合排序系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图5示出一个实施例中计算机设备的内部结构图，该计算机设备具体可以是终端或服务器。如图5所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示器、摄像头和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现基于预分析的机组组合排序方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域普通技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，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上述方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种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上述方法的步骤。
综上，本发明实施例提供的一种基于预分析的机组组合排序方法及系统，其基于预分析的机组组合排序方法实现了根据火电系统运行机制得到参与调度机组集后，根据包括机组经济性约束和连续开停机时间约束的预设约束条件、包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组的预设机组加载原则和获取的目标日剩余负荷曲线，对参与调度机组集进行机组调度预分析得到基机组集和调峰机组集，并根据燃煤机组发电煤耗率和燃气机组单机容量，分别对基机组集和调峰机组集中的各个机组进行升序排列，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位，以及根据目标日剩余负荷曲线、基机组加载序位和调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的技术方案，该方法从燃气机组和燃煤机组的实际经济特性出发，采用峰时加载算法对机组经济性和连续开停机时间约束实施与分析得到基机组和调峰机组加载序位，再通过逐时加减载递推算法确定逐时开停机计划，在保持排序算法透明性的同时，还能得到经济可行的开停机计划，既优化了煤耗率，又能使开停机计划满足机组爬坡率和连续开停机时间约束，具有较高的透明性、普适性和精准性，更好地满足机组组合的经济性目标需求，进而为电力系统的稳定可靠运行提供可靠保障。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；
根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；
分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；
根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。
2.如权利要求1所述的基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集的步骤包括：
获取火电系统内所有未启用的燃气机组和燃煤机组，作为待调度机组集；
根据所述火电系统运行机制，得到系统调度备用时长，并根据所述系统调度备用时长，得到备用燃气机组集；
将所述备用燃气机组集和热电机组从所述待调度机组集中移除，得到参与调度机组集；所述参与调度机组集包括待调度燃煤机组集和待调度燃气机组集。
3.如权利要求2所述的基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集的步骤包括：
根据所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的待调整峰荷；
按照发电标煤耗率由大到小的顺序，依次满载加载所述待调度燃气机组集中的燃气机组，并根据加载的燃气机组的技术出力同步消减所述待调整峰荷，直至满足预设停止加载条件，得到所述调峰机组集和待调整剩余峰荷；所述预设停止加载条件包括所述待调度燃气机组集中的燃气机组全部加载完毕、或所述待调整峰荷已被全部消减；
当燃气机组已全部加载完毕且待调整剩余峰荷不为零时，按照发电煤耗率由小到大的顺序，依次满载加载所述待调度燃煤机组集中的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷后，根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集。
4.如权利要求3所述的基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述根据预设燃煤机备用时长，对已加载燃煤机组进行降边际出力和补增新燃煤机组，得到所述基机组集的步骤包括：
按照发电成本由高到低的顺序，将各个已加载燃煤机组的技术出力降至对应的最小技术出力，直至满足所述预设燃煤机备用时长运行需求，并获取已加载燃煤机组总出力；
判断所述已加载燃煤机组总出力是否大于所述待调整剩余峰荷，若是，则根据已加载燃煤机组得到所述基机组集，反之，则按照最小技术出力加载所述待调度燃煤机组集中未开启的燃煤机组，直至平衡所述待调整剩余峰荷，得到所述基机组集。
5.如权利要求4所述的基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略的步骤包括：
根据所述目标日剩余负荷曲线，得到目标日最低负荷时段和目标日递推时段范围；
将所述目标日最低负荷时段作为起始递推时段，并根据所述起始递推时段和所述目标日剩余负荷曲线，得到对应的起始时段燃煤机加载目标容量；
根据所述基机组加载序位，将所述基机组集中的所有燃煤机组满载加载后，根据所述基机组加载序位的逆序顺序，依次将已加载燃煤机组的技术出力减载至最小技术出力，直至所有加载燃煤机组的总出力等于所述起始时段燃煤机加载目标容量，得到对应的起始时段谷时启停策略；
根据所述起始时段谷时启停策略和预设递推时间步长，获取下一递推时段对应的剩余负荷增量，并根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略，以及根据所述下一目标日时段机组启停策略和所述预设加减载算法继续进行逐时递推，直至得到所述目标日递推时段范围内的所有目标日时段机组启停策略。
6.如权利要求5所述的基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述根据所述剩余负荷增量和预设加减载算法，得到下一目标日时段机组启停策略的步骤包括：
当所述剩余负荷增量等于零时，将前一递推时段对应的目标日时段机组启停策略作为当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
当所述剩余负荷增量大于零时，根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力，直至出力调增后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设煤机加载条件为未满发且在所述基机组加载序位中的加载序位最小；所述预设煤机调增量约束包括负荷增量约束、机组爬坡率约束和备用时长需求约束；所述预设燃机加载条件为未满发或未加载，且在所述调峰机组加载序位中的加载序位最小；所述预设燃机调增量约束包括负荷增量约束、机组最小技术出力和最大出力约束；
当所述剩余负荷增量小于零时，则按照预设减载顺序循环下调机组出力，直至出力下调后的剩余负荷增量为零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；所述预设减载顺序包括先按照所述基机组加载序位的逆序顺序将未降载至最小技术出力的燃煤机组出力减载至最小技术出力，再按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序将已加载且技术出力大于最小技术出力的燃气机组进行出力下调，最后按照所述调峰机组加载序位的逆序顺序关闭已加载燃气机组。
7.如权利要求6所述的基于预分析的机组组合排序方法，其特征在于，所述根据已加载燃煤机组的总未满发容量与预设备用容量的大小关系、预设煤机加载条件、预设煤机调增量约束、预设燃机加载条件和预设燃机调增量约束，循环调增机组出力的步骤包括：
判断已加载燃煤机组的总未满发容量是否大于预设备用容量；
若大于，则根据预设煤机加载条件获取待调增燃煤机组，根据预设煤机调增量约束获取对应的待调增煤机出力量，并根据所述待调增煤机出力量对所述待调增燃煤机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设煤机加载条件和所述预设煤机调增量约束继续调增燃煤机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略；
若等于，则根据预设燃机加载条件获取待调增燃气机组，根据预设燃机调增量约束获取对应的待调增燃机出力量，并根据所述待调增燃机出力量对所述待调增燃机组进行出力调增，以及当调增后的剩余负荷增量仍大于零时，继续按照所述预设燃机加载条件和所述预设燃机调增量约束继续调增燃气机组出力，直至调增后的剩余负荷增量等于零，得到当前递推时段的目标日时段机组启停策略。
8.一种基于预分析的机组组合排序系统，其特征在于，所述系统包括：
预处理模块，用于根据火电系统运行机制，得到参与调度机组集，并获取目标日剩余负荷曲线；
预分析模块，用于根据预设约束条件、预设机组加载原则和所述目标日剩余负荷曲线，对所述参与调度机组集进行机组调度预分析，得到基机组集和调峰机组集；所述预设约束条件包括机组经济性约束和连续开停机时间约束；所述预设机组加载原则包括燃煤机组承担基荷、燃气机组启停调峰和峰时加载机组；
序位分析模块，用于分别对所述基机组集和调峰机组集进行机组加载顺序分析，得到对应的基机组加载序位和调峰机组加载序位；
策略生成模块，用于根据所述目标日剩余负荷曲线、所述基机组加载序位和所述调峰机组加载序位，对目标日内各个时段进行逐时递推加减载模拟，得到对应的目标日时段机组启停策略。
9.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
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