CN112186812B - 一种电力***调峰调度方法、***、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力***调峰调度方法、***、装置及存储介质，方法包括：获取水电发电量，根据水电发电量确定第一优化模型，并根据第一优化模型确定第一发电计划；根据第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；根据第一调峰需求、第一调峰能力和第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并对第一发电计划进行调整得到第二发电计划。本发明可以对电力***中各类电源进行合理地调峰调度，在降低火电机组发电成本的同时，最大限度地促进了清洁能源的消纳，提高了水电资源和风电资源的利用率，提高了电力***的稳定性。本发明可广泛应用于电力***技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及电力***技术领域，尤其是一种电力***调峰调度方法、***、装置及存储介质。
背景技术
梯级水电、风电和火电是我国最基础的电源类型，水火风电力***也因此成为最普遍的电网结构类型。近年来，随着风电等新能源快速发展，用电负荷结构变化，电力***面临的调峰压力也日益增大。因此，考虑深度调峰的电力***优化调度方法已成为当前电力***优化运行领域研究的重点。整体来说，当前考虑深度调峰的电力***优化调度方法主要有两种解决思路。其一是通过更为细致地分析火电机组的调峰过程，构建其精细化调峰成本函数，以提升火电机组深度调峰的准确性与适用性，降低电力***在调峰过程中的运行成本；其二则是以提升清洁能源(水电及风电)消纳能力为目标，提出电力***优化调度方法以最大化消纳清洁能源。
现有技术中关于深度调峰的优化调度方法存在如下问题：
(1)对电力***中各类型电源运行特性考虑不够全面，目前的调峰调度以风火电力***为主，很少考虑梯级水电运行特性对电力***调峰的影响，实际上作为主要的电源类型，梯级水电发电计划曲线对电网调峰具有较大影响，且梯级水电运行特性与火电、风电存在显著差异，不考虑梯级水电，会导致调峰调度的结果不满足实际需求，影响了电力***的稳定运行；
(2)降低火电机组调峰期间运行成本和提高清洁能源消纳能力是考虑深度调峰的电力***优化调度问题中两个重要的优化目标，因此考虑深度调峰的电力***优化调度在本质上属于多目标优化问题，现有的方法一般是通过采用权重系数将上述优化目标项整合，然而简单的加权综合难以准确反映上述优化目标真实的优先次序差异，一方面会导致火电机组运行成本过高，不利于电力***的稳定运行，另一方面会无法保证清洁能源的消纳，不仅造成了水电资源和风电资源等可再生能源的浪费，而且增加了燃煤、燃油和燃气等火电机组的负荷，从而加大了对环境的污染。
发明内容
本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种电力***调峰调度方法，该方法充分考虑了水火风电力***中各类电源运行特性，采用分阶段优化模式，可以有序衔接降低火电机组发电成本和促进清洁能源消纳等多方面目标，从而对电力***中各类电源进行合理地调峰调度，在降低火电机组发电成本的同时，最大限度地促进了清洁能源的消纳，提高了水电资源和风电资源的利用率，降低了对环境的污染，同时也提高了电力***的稳定性。
本发明实施例的另一个目的在于提供一种电力***调峰调度***。
为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：
第一方面，本发明实施例提供了一种电力***调峰调度方法，包括以下步骤：
获取水电发电量，根据所述水电发电量确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
根据所述第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；
确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；
根据所述第一调峰需求、所述第一调峰能力和所述第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对所述第一发电计划进行调整得到第二发电计划；
其中，所述第一优化模型是以深度调峰量最小为目标的优化模型。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取水电发电量，根据所述水电发电量确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划这一步骤，其具体包括：
获取水电发电量，根据所述水电发电量建立梯级水电发电量柔性模型；
根据所述梯级水电发电量柔性模型确定各水电机组的重要性系数；
根据所述重要性系数确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
其中，所述第一发电计划包括第一火电机组发电计划、第一水电机组发电计划以及第一风电机组发电计划。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一优化模型包括使深度调峰量最小的第一目标函数和第一约束条件，所述第一目标函数为：
其中，NT表示总优化时段数，PNt表示时段t的调峰需求，NH表示水电机组总数，Ih表示水电机组h的重要性系数，α1表示第一权重系数，α2表示第二权重系数，且α1>α2。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二发电计划包括第二火电机组发电计划、第二水电机组发电计划以及第二风电机组发电计划，所述根据所述第一调峰需求、所述第一调峰能力和所述第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对所述第一发电计划进行调整得到第二发电计划这一步骤，其具体为：
确定所述第一调峰需求小于等于所述第一调峰能力，则调度火电机组进行调峰，并根据所述第一水电机组发电计划、所述第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
或，
确定所述第一调峰需求大于所述第一调峰能力，且所述第一调峰需求小于等于第一和值，则调度火电机组和水电机组进行调峰，并根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，进而根据所述第二水电机组发电计划、所述第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
或，
确定所述第一调峰需求大于第一和值，则调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据所述第一调峰需求与所述第一和值的差值对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划，进而根据所述第二风电机组发电计划对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，再根据所述第二水电机组发电计划、所述第二风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
其中，所述第二优化模型是以火电机组运行成本最低为目标的优化模型，所述第一和值为所述第一调峰能力与所述第二调峰能力的和值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二优化模型包括使火电机组运行成本最低的第二目标函数和第二约束条件，所述第二约束条件包括电力平衡约束、运行断面约束、火电机组出力能力约束以及火电机组爬坡能力约束，所述第二目标函数为：
其中，NT表示总优化时段数，NC表示火电机组总数，ΔT表示时段间隔，wc(P)表示火电机组c的运行成本，Pc,t表示火电机组c在时段t的发电功率。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划这一步骤，其具体包括：
根据所述梯级水电发电量柔性模型将水电机组划分为高风险水电机组、中风险水电机组以及低风险水电机组；
确定所述低风险水电机组的第三调峰能力和所述中风险水电机组的第四调峰能力；
根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值、所述第三调峰能力以及所述第四调峰能力，对所述第一水电机组发电计划进行调整，得到第二水电机组发电计划。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一调峰需求与所述第一和值的差值对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划这一步骤，其具体为：
根据各风电机组的发电功率将所述第一调峰需求与所述第一和值的差值分摊至各风电机组，并根据分摊结果对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划。
第二方面，本发明实施例提出了一种电力***调峰调度***，包括：
第一发电计划确定模块，用于获取水电发电量，根据所述水电发电量确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
调峰需求确定模块，用于根据所述第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；
调峰能力确定模块，用于确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；
调峰调度与发电计划调整模块，用于根据所述第一调峰需求、所述第一调峰能力和所述第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对所述第一发电计划进行调整得到第二发电计划；
其中，所述第一优化模型是以深度调峰量最小为目标的优化模型。
第三方面，本发明实施例提供了一种电力***调峰调度装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现上述的一种电力***调峰调度方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的一种电力***调峰调度方法。
本发明的优点和有益效果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，或通过本发明的实践了解到：
本发明实施例先根据以深度调峰量最小为目标的第一优化模型得到第一发电计划，然后确定电力***的第一调峰需求与火电机组的第一调峰能力、水电机组的第二调峰能力，并根据调峰需求与机组调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，同时对第一发电计划进行调整得到第二发电计划。本发明实施例充分考虑了水火风电力***中各类电源运行特性，采用分阶段优化模式，可以有序衔接降低火电机组发电成本和促进清洁能源消纳等多方面目标，从而对电力***中各类电源进行合理地调峰调度，在降低火电机组发电成本的同时，最大限度地促进了清洁能源的消纳，提高了水电资源和风电资源的利用率，降低了对环境的污染，同时也提高了电力***的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对本发明实施例中所需要使用的附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
图1为本发明实施例提供的一种电力***调峰调度方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的梯级水电发电量柔性模型的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电力***调峰调度方法的整体流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电力***调峰调度***的结构框图；
图5为本发明实施例提供的一种电力***调峰调度装置的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在本发明的描述中，多个的含义是两个或两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
参照图1，本发明实施例提供了一种电力***调峰调度方法，包括以下步骤：
S101、获取水电发电量，根据水电发电量确定第一优化模型，并根据第一优化模型确定第一发电计划；
其中，第一优化模型是以深度调峰量最小为目标的优化模型。
具体地，在电力***的优化调度中，水电发电量将作为梯级水电关键的输入边界数据，该数据由梯级水电调度根据气象预测及梯级水电上下游匹配特性量化分析得到。特别地，受降水等因素影响，梯级水电日发电量需求的迫切程度不同，因此本发明实施例中引入了柔性建模概念，从保障水电消纳的角度出发来量化不同梯级水电日发电量允许偏差的程度。步骤S101具体包括以下步骤：
S1011、获取水电发电量，根据水电发电量建立梯级水电发电量柔性模型；
具体地，本发明实施例的梯级水电发电量柔性模型由其运行日发电量范围及不同发电量下重要性系数构成，为简化说明过程，本发明实施例中的日发电量柔性模型均采用一次函数形式，如图2所示为本发明实施例提供的梯级水电发电量柔性模型的示意图，该模型可表示为：
Ih＝ahEh+bh (1)
式(1)-(3)中，Eh表示水电机组h该运行日发电量，Ih表示水电机组h的重要性系数，Ih为取值在0至1范围内的正数，ah和bh分别表示该柔性模型中一次项系数和常数项系数，
和
分别表示根据梯级水电运行需要设定的日发电量上限值和下限值，
和
分别表示水电机组h的重要性系数上下限值。
可以理解的是，若一次项系数大于0，日发电量越高，重要性越高，表明根据水电消纳要求期望该梯级水电机组尽可能多发电；反之，则表明期望该梯级水电机组尽可能少发电。特别地，若存在较大弃水风险的水电机组，要求该水电机组满发，则其日发电量上下限值相等，为其全天最大发电能力下的发电量。
S1012、根据梯级水电发电量柔性模型确定各水电机组的重要性系数；
具体地，根据上述步骤S1011中建立的梯级水电发电量柔性模型，在确定日发电量的情况下，可以得到各水电机组的重要性系数。
S1013、根据重要性系数确定第一优化模型，并根据第一优化模型确定第一发电计划；
其中，第一发电计划包括第一火电机组发电计划、第一水电机组发电计划以及第一风电机组发电计划。
具体地，根据各水电机组的重要性系数以及梯级水电发电量柔性模型，在不考虑火电机组深度调峰的基础上，以深度调峰量最小为优化目标，建立第一优化模型，优化确定初始的第一发电计划。
进一步作为可选的实施方式，第一优化模型包括使深度调峰量最小的第一目标函数和第一约束条件，第一目标函数为：
其中，NT表示总优化时段数，PNt表示时段t的调峰需求，NH表示水电机组总数，Ih表示水电机组h的重要性系数，α1表示第一权重系数，α2表示第二权重系数，且α1>α2。
可选地，第一约束条件如下：
其中，NC、NH、NW、NB分别表示电力***中火电机组总数、水电机组总数、风电机组总数以及负荷节点总数，NT表示总优化时段数，ΔT表示时段间隔，Pc,t、Ph,t、Pw,t依次表示火电机组c、水电机组h以及风电机组w在时段t的发电功率，Pb,t表示负荷节点b在时段t的负荷需求，PNt表示时段t的调峰需求，
分别表示运行断面s的潮流上、下限，GSDFs,c、GSDFs,h、GSDFs,w、GSDFs,b依次表示火电机组c、水电机组h、风电机组w以及负荷节点b与运行断面s的潮流转移分布因子，
分别表示火电机组c的最大技术出力及其基本调峰服务所能达到的最小出力，
分别表示火电机组c的爬坡能力上、下限值，
分别表示水电机组h出力上、下限值。
具体地，优化目标主要考虑调峰需求最小化，同时要求梯级水电发电量在其柔性模型范围内，尽可能符合其发电意愿，α1、α2为以上两方面优化目标项权重系数，且满足α1>α2。所考虑的约束条件依次为电力平衡约束、运行断面约束、火电机组出力能力约束、火电机组爬坡能力约束、梯级水电出力能力约束、梯级水电电量约束、梯级水电发电量及其重要性关系约束、梯级水电发电量约束、梯级水电重要性约束、调峰需求取值范围约束。
上述第一优化模型本质上为线性规划问题，可通过单纯形法等规划方法直接求解得到，在此不作赘述。通过对第一优化模型的求解可以得到各火电机组、各水电机组以及各风电机组的计划发电功率，从而得到了第一火电机组发电计划、第一水电机组发电计划以及第一风电机组发电计划。
S102、根据第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；
具体地，根据第一优化模型的优化结果，若某个时段存在调峰需求，则表明需要采用火电机组深度调峰等手段满足调峰需求；若任一时段均无调峰需求则可采用传统经济调度方法优化求解得到各类电源发电计划，一般实施中或多或少存在调峰需求，本发明实施例暂不考虑这种极端情况。该判定公式可表示为：
式(6)即为调峰需求的判定公式，若某个时段满足该公式则表明存在调峰需求，需要进行调峰调度优化；否则无调峰需求，第一优化模型实际上等效为传统经济调度模型，其对应火电机组、水电机组、风电机组的发电计划即为传统经济调度模型优化结果，直接输出即可。
在根据第一优化模型进行优化得到第一发电计划后，可以确定存在调峰需求的各个时段以及各个时段的调峰需求值，记为第一调峰需求。可以认识到，由于已经定义PNt表示时段t的调峰需求，在对第一优化模型进行求解后，满足式(6)的时段t的调峰需求PNt即为第一调峰需求，根据第一优化模型的优化结果可以得到其具体值，在后续的说明中，采用PNt继续表示时段t的第一调峰需求。
S103、确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；
具体地，根据火电机组调峰特性，可以确定火电机组在调峰过程中的运行成本函数，可表示为：
式(7)中，wc(P)表示火电机组c运行成本函数，P表示该火电机组的发电功率，wc,coal(P)、wc,equ(P)、wc,oil(P)分别表示火电机组不同发电功率下的煤耗成本、设备损耗成本和投油稳燃成本，
表示燃煤机组最大技术出力，Pc BP表示基本调峰对应的最小发电出力，
表示不投油深调所能达到的最小发电出力，Pc OP表示投油深调所能达到的最小发电出力。煤耗成本、设备损耗成本和投油稳燃成本可近似用二次函数等表示。电力***中火电机组所能提供的最大深度调峰能力可表示为：
式(8)中，PA表示电力***中火电机组所能提供的最大深度调峰能力，即为第一调峰能力。
若火电机组所能提供的最大深度调峰能力超过各时段调峰需求，则表明能够通过火电深度调峰满足电网调峰需求，则直接构建考虑深度调峰的第二优化模型即可；否则需要对水电机组和风电机组的发电计划进行调整。该判定公式可表示为：
PA≥PNt (9)
若全天任一时段均满足式(9)判定条件，则可直接进行第二优化模型的优化；否则即表示存在清洁能源调峰需求，还需考虑水电机组和风电机组的调峰调度。
对于存在清洁能源调峰需求的任一时段t，梯级水电总发电出力可表示为所有梯级水电机组的计划发电功率之和，可表示为：
其中，Ph,t表示水电机组h在时段t的发电功率，PHt即表示水电机组的第二调峰能力。
S104、根据第一调峰需求、第一调峰能力和第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对第一发电计划进行调整得到第二发电计划。
具体地，根据第一调峰需求、第一调峰能力和第二调峰能力之间的大小关系，来调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并得到调整后的第二发电计划。第二发电计划包括第二火电机组发电计划、第二水电机组发电计划以及第二风电机组发电计划。步骤S104具体包括以下三种实施方式：
首先对步骤S104的第一种实施方式A1进行说明。
A1、确定第一调峰需求小于等于第一调峰能力，则调度火电机组进行调峰，并根据第一水电机组发电计划、第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
其中，第二优化模型是以火电机组运行成本最低为目标的优化模型。
具体地，若全天任一时段均满足式(9)的判定条件，即第一调峰需求小于等于第一调峰能力，则可直接调度火电机组进行调峰。根据已经得到的第一水电机组发电计划和第一风电机组发电计划，以火电机组运行成本最低为优化目标，考虑电力***运行约束，构建考虑火电深调特性的第二优化模型。
进一步作为可选的实施方式，第二优化模型包括使火电机组运行成本最低的第二目标函数和第二约束条件，第二约束条件包括电力平衡约束、运行断面约束、火电机组出力能力约束以及火电机组爬坡能力约束，第二目标函数为：
其中，NT表示总优化时段数，NC表示火电机组总数，ΔT表示时段间隔，wc(P)表示火电机组c的运行成本，Pc,t表示火电机组c在时段t的发电功率。
可选地，第二约束条件可以描述为：
式(12)所示的约束条件依次为电力平衡约束、运行断面约束、火电机组出力能力约束、火电机组爬坡能力约束，其中各相关参数均已在说明书其他部分说明。该模型本质上属于混合整数非线性规划问题，可采用GAMS优化平台求解，在此不赘述其求解过程。
应该理解的是，通过对第二优化模型的求解，可以得到调峰调度后的火电机组发电计划，即为第二火电机组发电计划，在本发明实施例中，由于仅需要火电机组进行调峰，故水电机组与风电机组的发电计划不作调整，即第二水电机组发电计划与第一水电机组发电计划相同、第二风电机组发电计划与第一风电机组发电计划相同。
步骤S104的第二种实施方式A2如下：
A2、确定第一调峰需求大于第一调峰能力，且第一调峰需求小于等于第一和值，则调度火电机组和水电机组进行调峰，并根据第一调峰需求与第一调峰能力的差值对第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，进而根据第二水电机组发电计划、第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
其中，第二优化模型是以火电机组运行成本最低为目标的优化模型，第一和值为第一调峰能力与第二调峰能力的和值。
具体地，若判定存在火电深度调峰不能满足调峰需求的时段，则表明还需要进一步调整水电机组或风电机组发电计划，以满足调峰需求。根据清洁能源消纳原则，风电优先级高于梯级水电，为此必须优先调整水电机组发电计划。对于火电深度调峰能力不能满足***调峰需求的时段，清洁能源发电计划调整需求为第一调峰需求与第一调峰能力之差，可表示为：
式(13)中，
表示时段t需要由水电机组和风电机组等清洁能源所需要承担的调峰需求。
若梯级水电总发电出力大于等于该时段清洁能源发电计划调整需求，则可通过调整梯级水电总发电出力以满足调峰需求，否则不足部分需由风电机组承担。水电机组所需要承担的调峰需求可表示为：
式中，
为梯级水电机组时段t所需要承担的调峰需求。
水电机组是否可以承担清洁能源调峰需求的判定公式可表示为：
若满足式(15)判定条件，则表示水电机组可以承担清洁能源调峰需求，即确定第一调峰需求大于第一调峰能力，且第一调峰需求小于等于第一和值，则调度火电机组和水电机组进行调峰。
进一步作为可选的实施方式，根据第一调峰需求与第一调峰能力的差值对第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划这一步骤，其具体包括：
A21、根据梯级水电发电量柔性模型将水电机组划分为高风险水电机组、中风险水电机组以及低风险水电机组；
具体地，水电机组应根据其弃水风险高低调整发电计划。根据梯级水电发电量柔性模型中一次项系数差异，可将梯级水电机组划分为高风险、中风险、低风险三类。高风险为全天满发，对应一次项系数为0的水电机组；中风险对应一次项系数为正值的水电机组，即期望尽可能多发电的梯级水电；低风险对应一次项系数为负值的水电机组，即期望尽可能少发电的梯级水电。定义低风险水电机组构成集合H1，中风险水电机组构成集合H2，高风险水电机组构成集合H3。
A22、确定低风险水电机组的第三调峰能力和中风险水电机组的第四调峰能力；
具体地，遵循三公调度原则，为保证梯级水电消纳，规定按照从低风险到高风险顺序承担调峰需求，同一类型水电按照等负荷率原则分摊。各类型梯级水电机组在时段所能承担的最大调整量为其发电计划之和，可分别表示为：
式(16)-(18)中，
分别表示低风险、中风险、高风险水电机组所能承担的最大调峰需求，即
表示第三调峰能力、
表示第四调峰能力，h∈H1、h∈H2、h∈H3分别表示属于低风险、中风险、高风险水电机组集合。
A23、根据第一调峰需求与第一调峰能力的差值、第三调峰能力以及第四调峰能力，对第一水电机组发电计划进行调整，得到第二水电机组发电计划。
具体地，在本实施例中水电机组可以承担清洁能源的调峰需求，因此第一调峰需求与第一调峰能力的差值即为水电机组所需要承担的调峰需求，也即为
步骤A23具体包括以下三种实施方式：
B1、若水电机组所需要承担的调峰需求小于等于低风险水电机组所能承担的最大调峰需求，即满足：
则仅由低风险水电机组承担调峰需求，中风险水电机组和高风险水电机组的发电计划不用调整。各低风险水电机组所需要调整需求按照该时段其初始发电计划等比例分摊，调整后的低风险水电机组发电计划可表示为：
式(20)中，
分别表示水电机组h时段t在调整前后的发电计划。
B2、若水电机组所需要承担的调峰需求超过低风险水电机组所能承担的最大调峰需求，且小于等于低风险与中风险水电机组所能承担的最大调峰需求之和(即第三调峰能力与第四调峰能力之和)，即满足：
则首先将低风险水电机组该时段的发电计划全部调整为0，在此基础上不足部分由中风险水电机组按照其初始发电计划等比例分摊，高风险水电机组的发电计划不作调整。调整后的低风险、中风险水电机组发电计划可表示为：
B3、若水电机组所需要承担的调峰需求超过低风险与中风险水电机组所能承担的最大调峰需求，即满足：
则首先将低风险和中风险水电机组该时段的发电计划全部调整为0，在此基础上不足部分由高风险水电机组按照其初始发电计划等比例分摊，调整后的水电机组发电计划可表示为：
式中，h∈H1∪h∈H2表示属于低风险和中风险的水电机组集合。
在本发明实施例中，不需要调整风电机组的发电计划，可直接将调整后的水电机组发电计划(即第二水电机组发电计划)作为边界数据替换第一水电机组发电计划，采用与步骤A1类似的方法构建考虑火电调峰特性的第二优化模型，求解即可得到第二火电机组发电计划。
最后对步骤S104的第三种实施方式A3进行说明如下：
A3、确定第一调峰需求大于第一和值，则调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据第一调峰需求与第一和值的差值对第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划，进而根据第二风电机组发电计划对第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，再根据第二水电机组发电计划、第二风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
其中，第二优化模型是以火电机组运行成本最低为目标的优化模型，第一和值为第一调峰能力与第二调峰能力的和值。
具体地，水电机组是否可以承担清洁能源调峰需求的判定公式参见式(15)，若不满足式(15)的判断条件，则表示水电机组不可以承担全部清洁能源调峰需求，即确定第一调峰需求大于第一和值，则调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰。
本发明实施例中，水电机组需要承担其所能承担的最大调峰需求，也即全额承担第二调峰能力的调峰量。而风电机组所需要承担的调峰需求可表示为清洁能源所需要承担的总调峰需求与水电机组调峰出力之差，可表示为：
式中，
表示时段t由于水电机组发电计划调整能力有限需要由风电机组承担的调峰需求。
本发明实施例中，对风电机组的发电计划进行调整后得到第二风电机组发电计划，然后在对水电机组的发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，将第二风电机组发电计划和第二水电机组发电计划作为边界数据替换第一风电机组发电计划和第一水电机组发电计划，采用与步骤A1类似的方法构建考虑火电调峰特性的第二优化模型，求解即可得到第二火电机组发电计划。
进一步作为可选的实施方式，根据第一调峰需求与第一和值的差值对第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划这一步骤，其具体为：
根据各风电机组的发电功率将第一调峰需求与第一和值的差值分摊至各风电机组，并根据分摊结果对第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划。
具体地，为满足三公调度原则。风电机组的发电计划调整按照等负荷率方式执行，即各风电机组按照该时刻发电计划等比例承担调峰需求，调整后的风电机组发电计划可表示为：
式(26)中，
分别表示调整前后风电机组w时段t的发电计划，
也即表示第二风电机组发电计划。
得到上述调整后的第二风电机组发电计划后再对水电机组的发电计划进行调整，并将第二风电机组发电计划和第二水电机组发电计划替换步骤A1之中的第一风电机组发电计划和第一水电机组发电计划，采用与A1中类似的方法构建考虑火电调峰特性的第二模型，求解得到第二火电机组发电计划。
以上是对本发明的方法的多种实施方式进行了说明，下面结合说明书附图对本方法的整体流程作进一步说明。
参照图3，本发明首先构建第一优化模型，也即基于水电发电量约束柔性建模的深度调峰需求优化模型，该模型的优化目标是使调峰需求达到最低，通过第一优化模型进行优化；然后进行第一次判定，判定条件参阅式(6)，该次判定可以确定是否存在调峰需求，若任一时段均无调峰要求，则前述第一优化模型的优化结果可以直接输出，得到各机组发电计划；若第一次判定结果为存在调峰需求，则需要进行第二次判定，判定条件参阅式(9)，该次判定可以确定火电机组是否能承担全部调峰需求，若判定结果为是，则直接建立考虑火电深调特性的第二优化模型，以第一优化模型得到的第一水电机组发电计划和第一风电机组发电计划为边界数据作为输入，可以得到调整后的第二火电机组发电计划，从而完成了调峰调度；若第二次判定结果为否，则需要进行第三次判定，判定条件参阅式(15)，该次判定可以确定水电机组是否能承担全部清洁能源调峰需求，若判定结果为是，则根据水电机组需要承担的调峰需求对第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，然后以第二水电机组发电计划和第一风电机组发电计划作为边界数据输入第二优化模型，得到第二火电机组发电计划，从而完成了调峰调度；若第三次判定结果为否，则表示需要风电机组参与调峰，根据风电机组需要承担的调峰需求对第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划，并根据水电机组需要承担的调峰需求对第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，然后以第二水电机组发电计划和第二风电机组发电计划作为边界数据输入第二优化模型，得到第二火电机组发电计划，从而完成了调峰。
由上可知，本发明具有以下优点：
(1)采用分层判定模式进行多目标优化，保证了优化结果与各类电源的调用次序严格一致，确保了对各类电源的合理调峰调度，在降低火电机组发电成本的同时，最大限度地促进了清洁能源的消纳，提高了水电资源和风电资源的利用率，降低了对环境的污染。
(2)充分考虑了梯级水电机组的运行特性，建立了梯级水电发电量柔性模型，可以有序衔接降低火电机组发电成本和促进清洁能源消纳等多方面目标，提高了电力***的稳定性。
参照图4，本发明实施例提供了一种电力***调峰调度***，包括：
第一发电计划确定模块，用于获取水电发电量，根据水电发电量确定第一优化模型，并根据第一优化模型确定第一发电计划；
调峰需求确定模块，用于根据第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；
调峰能力确定模块，用于确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；
调峰调度与发电计划调整模块，用于根据第一调峰需求、第一调峰能力和第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对第一发电计划进行调整得到第二发电计划；
其中，第一优化模型是以深度调峰量最小为目标的优化模型。
上述方法实施例中的内容均适用于本***实施例中，本***实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
参照图5，本发明实施例提供了一种电力***调峰调度装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当上述至少一个程序被上述至少一个处理器执行时，使得上述至少一个处理器实现上述的一种电力***调峰调度方法。
上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，该处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述一种电力***调峰调度方法。
本发明实施例的一种计算机可读存储介质，可执行本发明方法实施例所提供的一种电力***调峰调度方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或上述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，上述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印上述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得上述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种电力***调峰调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取水电发电量，根据所述水电发电量确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
根据所述第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；
确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；
根据所述第一调峰需求、所述第一调峰能力和所述第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对所述第一发电计划进行调整得到第二发电计划；
其中，所述第一优化模型是以深度调峰量最小为目标的优化模型；
所述获取水电发电量，根据所述水电发电量确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划这一步骤，其具体包括：
获取水电发电量，根据所述水电发电量建立梯级水电发电量柔性模型；
根据所述梯级水电发电量柔性模型确定各水电机组的重要性系数；
根据所述重要性系数确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
其中，所述第一发电计划包括第一火电机组发电计划、第一水电机组发电计划以及第一风电机组发电计划；
所述第二发电计划包括第二火电机组发电计划、第二水电机组发电计划以及第二风电机组发电计划，所述根据所述第一调峰需求、所述第一调峰能力和所述第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对所述第一发电计划进行调整得到第二发电计划这一步骤，其具体为：
确定所述第一调峰需求小于等于所述第一调峰能力，则调度火电机组进行调峰，并根据所述第一水电机组发电计划、所述第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
或，
确定所述第一调峰需求大于所述第一调峰能力，且所述第一调峰需求小于等于第一和值，则调度火电机组和水电机组进行调峰，并根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，进而根据所述第二水电机组发电计划、所述第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
或，
确定所述第一调峰需求大于第一和值，则调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据所述第一调峰需求与所述第一和值的差值对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划，进而根据所述第二风电机组发电计划对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，再根据所述第二水电机组发电计划、所述第二风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
其中，所述第二优化模型是以火电机组运行成本最低为目标的优化模型，所述第一和值为所述第一调峰能力与所述第二调峰能力的和值。
2.根据权利要求1所述的一种电力***调峰调度方法，其特征在于，所述第一优化模型包括使深度调峰量最小的第一目标函数和第一约束条件，所述第一目标函数为：
其中，NT表示总优化时段数，PNt表示时段t的调峰需求，NH表示水电机组总数，Ih表示水电机组h的重要性系数，α1表示第一权重系数，α2表示第二权重系数，且α1>α2。
3.根据权利要求1所述的一种电力***调峰调度方法，其特征在于，所述第二优化模型包括使火电机组运行成本最低的第二目标函数和第二约束条件，所述第二约束条件包括电力平衡约束、运行断面约束、火电机组出力能力约束以及火电机组爬坡能力约束，所述第二目标函数为：
其中，NT表示总优化时段数，NC表示火电机组总数，ΔT表示时段间隔，wc(P)表示火电机组c的运行成本，Pc,t表示火电机组c在时段t的发电功率。
4.根据权利要求1所述的一种电力***调峰调度方法，其特征在于，所述根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划这一步骤，其具体包括：
根据所述梯级水电发电量柔性模型将水电机组划分为高风险水电机组、中风险水电机组以及低风险水电机组；
确定所述低风险水电机组的第三调峰能力和所述中风险水电机组的第四调峰能力；
根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值、所述第三调峰能力以及所述第四调峰能力，对所述第一水电机组发电计划进行调整，得到第二水电机组发电计划。
5.根据权利要求1所述的一种电力***调峰调度方法，其特征在于，所述根据所述第一调峰需求与所述第一和值的差值对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划这一步骤，其具体为：
根据各风电机组的发电功率将所述第一调峰需求与所述第一和值的差值分摊至各风电机组，并根据分摊结果对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划。
6.一种电力***调峰调度***，其特征在于，包括：
第一发电计划确定模块，用于获取水电发电量，根据所述水电发电量确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
调峰需求确定模块，用于根据所述第一发电计划确定电力***各预设时段的第一调峰需求；
调峰能力确定模块，用于确定火电机组的第一调峰能力以及水电机组的第二调峰能力；
调峰调度与发电计划调整模块，用于根据所述第一调峰需求、所述第一调峰能力和所述第二调峰能力调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据调峰结果对所述第一发电计划进行调整得到第二发电计划；
其中，所述第一优化模型是以深度调峰量最小为目标的优化模型；
所述第一发电计划确定模块具体用于：
获取水电发电量，根据所述水电发电量建立梯级水电发电量柔性模型；
根据所述梯级水电发电量柔性模型确定各水电机组的重要性系数；
根据所述重要性系数确定第一优化模型，并根据所述第一优化模型确定第一发电计划；
其中，所述第一发电计划包括第一火电机组发电计划、第一水电机组发电计划以及第一风电机组发电计划；
所述第二发电计划包括第二火电机组发电计划、第二水电机组发电计划以及第二风电机组发电计划，所述调峰调度与发电计划调整模块具体用于：
确定所述第一调峰需求小于等于所述第一调峰能力，则调度火电机组进行调峰，并根据所述第一水电机组发电计划、所述第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
或，
确定所述第一调峰需求大于所述第一调峰能力，且所述第一调峰需求小于等于第一和值，则调度火电机组和水电机组进行调峰，并根据所述第一调峰需求与所述第一调峰能力的差值对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，进而根据所述第二水电机组发电计划、所述第一风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
或，
确定所述第一调峰需求大于第一和值，则调度火电机组、水电机组以及风电机组进行调峰，并根据所述第一调峰需求与所述第一和值的差值对所述第一风电机组发电计划进行调整得到第二风电机组发电计划，进而根据所述第二风电机组发电计划对所述第一水电机组发电计划进行调整得到第二水电机组发电计划，再根据所述第二水电机组发电计划、所述第二风电机组发电计划以及第二优化模型得到第二火电机组发电计划；
其中，所述第二优化模型是以火电机组运行成本最低为目标的优化模型，所述第一和值为所述第一调峰能力与所述第二调峰能力的和值。
7.一种电力***调峰调度装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-5任一项所述的一种电力***调峰调度方法。
8.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-5任一项所述的一种电力***调峰调度方法。
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| 计及非常规调峰的省级电网调峰形势评估;王恺文;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20190215;第16-27页 * |
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