[发明专利]一种基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站优化调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及抽水蓄能电站技术，具体涉及一种基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站优化调度方法。

背景技术

抽水蓄能电站是利用电力系统中多余电能，把高程低的水库(通称“下水库”)内的水抽到高程高的水库(通称“上水库”)内、以势能的方式蓄存起来，系统需要电力时，再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。抽水蓄能电站无论是用于调频、事故备用或负荷跟踪，都能在电网需要时以满足系统稳定性要求的速率提供有功功率支持，以维护系统运行的安全性和稳定性。近十几年以来，抽水蓄能电站在我国发展很快，其在在电力系统中的作用日益增加。

电力系统运行成本主要涉及火电机组的耗煤燃料成本，它受火电机组所承担的负荷大小和变化速度的影响。火电机组燃料成本的评估依据集中体现在其所承担的负荷曲线上。

火电机组负荷曲线由其所承担的负荷离散值用直线连接而成。负荷曲线量化分为两部分，一部分是由各个调度区间负荷与水平轴的夹角（以θ表示）构成，另一部分是由各个调度区间的夹角（以ψ表示）构成，如图1所示。这两部分都反映了负荷曲线对火电机组出力和爬坡速率的要求，夹角越大，要求火电机组调整越大，相应的煤耗率越高，燃料成本越大。

从电网调度角度出发，如何对抽水蓄能电站进行运行优化，使其发挥火电机组不具有或不经济的功能，是一个亟需解决的问题。目前对抽水蓄能电站进行优化调度的出发点或目标函数都是系统运行最经济、发电运行费用最低等经济性指标，通过设定的燃料费用、缺电损失等进行经济性评价，其设定值不同在一定程度上会影响优化的结果，有待进一步完善。

发明内容

发明目的：针对现有方法的不足，本发明的目的是提供一种基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站优化调度方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站优化调度方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）安排机组检修计划：确定可用火电机组数量和抽水蓄能电站发电机组台数；并录入可用火电机组和抽水蓄能电站发电机组参数；所述参数包括各火电机组额定发电功率、各抽水蓄能电站发电机组额定发电功率、抽水蓄能电站的抽水-发电循环效率、给定蓄水量和最大库容；

（2）采集电力系统负荷预测数据：所述电力系统负荷预测数据时间间隔固定为Δt，单位为h，共有N点；在时间-电力系统负荷预测值坐标系下将所述电力系统负荷预测数据相邻的两点用直线连接，形成电力系统负荷曲线；所述电力系统负荷预测数据将电力系统负荷曲线划分为N个调度区间；

（3）建立抽水蓄能电站的状态转移方程：

                     (1) 

          所述（1）式中x_t为第t调度区间结束时刻抽水蓄能电站上水库蓄水量，单位为MWh，，其状态集合X为：

            (2)

所述（2）式中，p_h为抽水蓄能电站第h台机组的额定容量，单位为MW，h=1,2,3…H，H为抽水蓄能电站发电机组台数，P为抽水蓄能电站各发电机组容量的最大公约数，单位为MW，x_max为抽水蓄能电站的最大库容，单位为MWh；所述状态集合元素数目M由下式确定： 

；                          （3）

   所述（1）式中d_t为第t调度区间决策变量，单位为MW，；η为忽略自然来水的影响时，抽水蓄能电站的抽水-发电循环效率；所述第t调度区间决策变量d_t为抽水蓄能电站的在第t调度区间内的发电量或抽水用电量，d_t大于零时处于发电状态；d_t小于零时处于抽水状态，其状态集合D为：

 ；          (4)

状态转移方程的约束条件为：

                     (5)

所述（5）式中x₀为第1调度区间开始时刻抽水蓄能电站上水库蓄水量，单位为MWh，C为抽水蓄能电站给定蓄水量，单位为MWh；