一种多市场模式下燃气机组的日前计划制定方法及系统与流程

本发明涉及自动化技术，具体涉及一种多市场模式下燃气机组的日前计划制定方法及系统。

背景技术：

电网的调度中心会根据预先制定好的日前计划向各发电场发送发电量，近年来由于人们的用电需求越来越高导致负载持续增大，同时参与需求响应也有很多不确定因素；再加上很多具有间歇性的发电场接入电网，需要通过调频平衡电网，综合各种因素需要电网灵活应对供电缺口，目前都是采用火电机组作为备用发电机组，但火电机组存在开机时间长，响应速度慢的缺点，不满足快速响应负载的要求，而且火电机组一旦开机投入运行之后，如果发电量已经满足了负载需求，又造成了资源浪费。

燃气机组具有响应速度快、调峰幅度大、启停速度快等优点，而且燃气机组的参与能够提高电网的环保性，因此如果让燃气机组参与电网的多种应用模式能够实现电网灵活处理突然出现的供电缺口的问题，其中应用模式包括电能市场、调频市场和备用市场。但是，由于燃气机组的成本、发电运行特性与燃煤机组不同，目前缺少对燃气机组运行策略的科学指导,因此，有必要研究如何在燃气机组的多种应用模式之间进行权衡和优化配置，从而能够充分发挥燃气机组在电网中的价值，对于引导大容量燃气机组的建设和运行具有重要的意义。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种多市场模式下燃气机组的日前计划制定方法，包括：

获取多市场模式下的容量电价；

将所述多市场模式下的容量电价带入预先构建的优化模型，得到燃气机组在参与多种应用模式下的最优容量配置；

基于所述燃气机组参与多种应用模式下的最优容量配置制定燃气机组的日前计划；

所述优化模型包括基于多种应用模式构建的约束条件；所述应用模式包括：应用于电能市场、调频市场和备用模式。

优选的，所述优化模型的构建，包括：

以燃气机组的运行收益最大建立优化目标；

基于多应用模式构建约束条件，包括调频预留容量约束和备用预留容量约束。

优选的，所述优化目标，如下式所示：

式中：f为燃气机组的运行总收益，t∈[1,t]，t为一天的时刻点总数，fw(psw,t)为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的收益，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的容量，ff(psf,t)为第t个时刻点燃气机组参与调频的收益，psf,t为第t个时刻点燃气机组参与调频的容量，fr(psr,t)为第t个时刻点燃气机组参与提供备用的收益，psr,t为第t个时刻点燃气机组参与备用的容量，fc(psw,t，psf,t，psr,t)为燃气机组在第t个时刻点的运行成本。

优选的，所述第t个时刻点燃气机组参与调频的收益ff(psf,t)，按下式计算：

ff(psf,t)＝psf,t·yf,c+λspsf,t·yf,p

式中：yf,c为调频的容量电价，yf,p为调频的电量电价，λs为调用燃气机组调频的概率。

优选的，所述第t个时刻点燃气机组参与提供备用的收益fr(psr,t)，按下式计算：

fr(psr,t)＝psr,t·yr,c

式中：yr,c为备用的容量电价。

优选的，所述燃气机组在第t个时刻点的运行成本fc(psw,t，psf,t，psr,t)，按下式计算：

fc(psw,t，psf,t，psr,t)＝cs·(psw,t+λspsf,t+λrpsr,t)

式中：cs为燃气机组单位功率的运行成本，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的功率，λs为调用燃气机组调频的概率，λr为调用燃气机组提供备用的概率。

优选的，所述调频预留容量约束，如下式所示：

psw,t+0.5·psf,t+psr,t≤ps,max

式中：ps,max为燃气机组的功率上限，psf,t为第t个时刻点燃气机组参与调频的容量，psr,t为第t个时刻点燃气机组参与备用的容量，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的容量。

优选的，所述备用预留容量约束，如下式所示：

psw,t-0.5·psf,t≥ps,min

式中：ps,min为燃气机组的最小技术出力。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种多市场模式下燃气机组的日前计划制定系统，包括：

获取模块，用于获取多市场模式下的容量电价；

计算模块，用于将所述多市场模式下的容量电价带入预先构建的优化模型，得到燃气机组在参与多种应用模式下的最优容量配置；

制定模块，用于基于所述燃气机组参与多种应用模式下的最优容量配置制定燃气机组的日前计划；

所述优化模型包括基于多种应用模式构建的约束条件；所述应用模式包括：应用于电能市场、调频市场和备用模式。

优选的，所述系统还包括构建模块，用于构建优化模型；所述构建模块，具体用于：

以燃气机组的运行收益最大建立优化目标；

基于多应用模式构建约束条件，包括调频预留容量约束和备用预留容量约束。

本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案，获取多市场模式下的容量电价；将所述多市场模式下的容量电价带入预先构建的优化模型，得到燃气机组在参与多种应用模式下的最优容量配置；基于所述燃气机组参与多种应用模式下的最优容量配置制定燃气机组的日前计划；所述优化模型包括基于多种应用模式构建的约束条件；所述应用模式包括：应用于电能市场、调频市场和备用模式，该技术方案获得了燃气机组参与不同应用模式下的容量，充分发挥燃气机组参与电网调度的作用，统筹考虑了环保的因素，提升了燃气机组在多市场模式下的利用效率。

附图说明

图1为本发明的一种多市场模式下燃气机组的日前制定计划方法流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

实施例1：如图1所示，本发明提供的一种多市场模式下燃气机组的日前计划制定方法，包括：

s1获取多市场模式下的容量电价；

s2将所述多市场模式下的容量电价带入预先构建的优化模型，得到燃气机组在参与多种应用模式下的最优容量配置；

s3基于所述燃气机组参与多种应用模式下的最优容量配置制定燃气机组的日前计划；

所述优化模型包括基于多种应用模式构建的约束条件；所述应用模式包括：应用于电能市场、调频市场和备用模式。

本发明通过建立燃气机组参与电能市场、调频市场和备用市场的数学模型，得到燃气机组参与电网调频和备用的最优容量配置。

本发明中优化模型的构建，包括：

以燃气机组的运行收益最大建立优化目标；

基于多应用模式构建约束条件，包括调频预留容量约束和备用预留容量约束。

实施例中建立燃气机组全天的多应用模式优化目标，如下式所示：

式中：f为燃气机组的运行总收益，fw(psw,t)为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的收益，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的容量，ff(psf,t)为第t个时刻点燃气机组参与调频的收益，psf,t为第t个时刻点燃气机组参与调频的容量，fr(psr,t)为第t个时刻点燃气机组参与提供备用的收益，psr,t为第t个时刻点燃气机组参与备用的容量，fc(psw,t，psf,t，psr,t)为燃气机组在第t个时刻点的运行成本，t∈[1,t]，t为一天的时刻点总数，以15分钟为一个时刻点为例，t等于96。

目前主要按照燃气机组市场化电量与燃煤机组市场化电量打捆签订，确定打捆比例后根据设定的psw,t统一结算。

具体的表达式如下：

第t个时刻点燃气机组参与调频的收益ff(psf,t)，按下式计算：

ff(psf,t)＝psf,t·yf,c+λspsf,t·yf,p(2)

式中：psf,t为t时刻燃气机组参与调频的容量，yf,c为调频的容量电价，yf,p为调频的电量电价，λs为调用燃气机组调频的概率。

第t个时刻点燃气机组参与提供备用的收益fr(psr,t)，按下式计算：

fr(psr,t)＝psr,t·yr,c(3)

式(3)中：psr,t为t时刻燃气机组参与备用的容量，yr,c为备用的容量电价。

所述燃气机组在第t个时刻点的运行成本fc(psw,t，psf,t，psr,t)，按下式计算：

fc(psw,t，psf,t，psr,t)＝cs·(psw,t+λspsf,t+λrpsr,t)

式中：cs为燃气机组单位功率的运行成本，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的功率，λs为调用燃气机组调频的概率，λr为调用燃气机组提供备用的概率。

本实施例中建立燃气机组的多应用模式约束条件为：

建立燃气机组需要为调频预留容量，如下式所示：

psw,t+0.5·psf,t+psr,t≤ps,max

式中：ps,max为燃气机组的功率上限，psf,t为第t个时刻点燃气机组参与调频的容量，psr,t为第t个时刻点燃气机组参与备用的容量，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的容量。

所述备用预留容量约束，如下式所示：

psw,t-0.5·psf,t≥ps,min

式中：ps,min为燃气机组的最小技术出力。

本发明基于调用燃气机组的经济性，将燃气机组剩余容量应用于调频、备用，充分发挥燃气机组参与电网调度的作用，统筹考虑了环保和经济的因素，提升了燃气机组在多市场模式下的收益水平。

实施例2：

基于统一发明构思本发明还提供了一种多市场模式下燃气机组的日前计划制定系统，包括：

获取模块，用于获取多市场模式下的容量电价；

计算模块，用于将所述多市场模式下的容量电价带入预先构建的优化模型，得到燃气机组在参与多种应用模式下的最优容量配置；

制定模块，用于基于所述燃气机组参与多种应用模式下的最优容量配置制定燃气机组的日前计划；

所述优化模型包括基于多种应用模式构建的约束条件；所述应用模式包括：应用于电能市场、调频市场和备用模式。

实施例中，所述系统还包括构建模块，用于构建优化模型；所述构建模块，具体用于：

以燃气机组的运行收益最大建立优化目标；

基于多应用模式构建约束条件，包括调频预留容量约束和备用预留容量约束。

实施例中，所述优化目标，如下式所示：

式中：f为燃气机组的运行总收益，t∈[1,t]，t为一天的时刻点总数，fw(psw,t)为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的收益，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的容量，ff(psf,t)为第t个时刻点燃气机组参与调频的收益，psf,t为第t个时刻点燃气机组参与调频的容量，fr(psr,t)为第t个时刻点燃气机组参与提供备用的收益，psr,t为第t个时刻点燃气机组参与备用的容量，fc(psw,t，psf,t，psr,t)为燃气机组在第t个时刻点的运行成本。

实施例中，所述第t个时刻点燃气机组参与调频的收益ff(psf,t)，按下式计算：

ff(psf,t)＝psf,t·yf,c+λspsf,t·yf,p

式中：yf,c为调频的容量电价，yf,p为调频的电量电价，λs为调用燃气机组调频的概率。

实施例中，所述第t个时刻点燃气机组参与提供备用的收益fr(psr,t)，按下式计算：

fr(psr,t)＝psr,t·yr,c

式中：yr,c为备用的容量电价。

实施例中，所述燃气机组在第t个时刻点的运行成本fc(psw,t，psf,t，psr,t)，按下式计算：

fc(psw,t，psf,t，psr,t)＝cs·(psw,t+λspsf,t+λrpsr,t)

式中：cs为燃气机组单位功率的运行成本，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的功率，λs为调用燃气机组调频的概率，λr为调用燃气机组提供备用的概率。

实施例中，所述调频预留容量约束，如下式所示：

psw,t+0.5·psf,t+psr,t≤ps,max

式中：ps,max为燃气机组的功率上限，psf,t为第t个时刻点燃气机组参与调频的容量，psr,t为第t个时刻点燃气机组参与备用的容量，psw,t为第t个时刻点燃气机组参与电能市场的容量。

实施例中，所述备用预留容量约束，如下式所示：

psw,t-0.5·psf,t≥ps,min

式中：ps,min为燃气机组的最小技术出力。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。