基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解方法

本发明属于电力系统调度运行、电力市场交易领域，尤其涉及一种基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解方法。

背景技术：

1、随着新型电力系统装机的增多，新能源随机性、波动性、间歇性的特点凸显，电网调度运行问题逐渐呈现空间范围扩大、时段数增加的特点，对优化求解效率提出更高的要求。为保障交直流混联大电网的安全高效运行，调度优化模型需要考虑的范围将从省级电网进一步扩展到送受端电网以及跨区输电通道。以南方电网为例，其跨省区输电通道允许在一定范围内的灵活调节以促进新能源消纳，推动了可再生能源跨省区消纳实时优化调度技术的研发与应用。为支撑新能源的广域深度利用，交直流混联大电网的灵活调节能力需要被进一步挖掘，调度运行需要考虑的优化模型覆盖的电网范围也将逐渐扩大。与此相适应地，南方区域电力现货市场计划采用多省区全模型统一优化出清方案，支撑电能在更大空间范围内的优化配置。

2、在这一背景下，电力系统调度优化运行与电力市场优化出清均需要高效求解大规模机组组合问题。如何加速机组组合求解成为中国现阶段电力市场建设中迫切需要解决的现实问题。添加机组割平面是加速机组组合问题的关键手段，但是目前机组割平面均依赖繁复的数学推导，难以实现机组模型可行域的高效紧缩。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解方法，主要目的在于使得机组组合问题可行域紧缩化，从而加快机组组合问题的寻优求解过程。

3、本发明的第二个目的在于提出一种基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解系统。

4、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

6、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解方法，包括：

7、获取电力系统运行基础数据，基于所述电力系统运行基础数据构建电力系统的安全约束机组组合问题模型；

8、构建单一机组模型；设置诱导函数，基于所述诱导函数和所述单一机组模型获得机组诱导模型；求解所述机组诱导模型以得到诱导割平面；

9、基于所述安全约束机组组合问题模型和所述诱导割平面获得加速机组组合模型，对所述加速机组组合模型进行求解获取最优解，基于所述最优解控制各机组运行，其中所述最优解包括电力系统中各机组的机组开停机状态变量最优值和机组出力最优值。

10、在本发明的第一方面的方法中，所述安全约束机组组合问题模型包括第一目标函数，所述第一目标函数以系统成本最小化为目标，其中所述系统成本基于电力系统内各机组的出力、变动成本、开机成本、开机动作变量、关机成本、关机动作变量获得。

11、在本发明的第一方面的方法中，所述安全约束机组组合问题模型还包括第一约束条件，所述第一约束条件包括系统约束和发电机组技术约束，所述系统约束包括系统负荷平衡约束和系统的线路有功传输容量约束，所述发电机组技术约束包括发电机组的出力上下限约束、发电机组的爬坡能力上下限约束、开停机状态变量的逻辑耦合约束、机组的最小连续开机时间约束、机组的最小连续关机时间约束、机组的最大开机次数约束、机组的最大关机次数约束和机组的电量约束。

12、在本发明的第一方面的方法中，所述单一机组模型包括第二目标函数和第二约束条件，其中，从系统成本中分离出各机组的成本，进而得到以机组成本最小化为目标的各机组对应的第二目标函数，第二约束条件包括机组约束条件，所述第二目标函数满足：

13、

14、式中，ck是机组k的成本，pkt是机组k在时段t的出力，f(·)是关于机组出力的变动成本函数，suk是机组k的开机成本，ykt是机组k在时段t的开机动作变量，sdk为机组k的关机成本，zkt是机组k在时段t的关机动作变量，min表示取最小值。

15、在本发明的第一方面的方法中，所述设置诱导函数，基于所述诱导函数和所述单一机组模型获得机组诱导模型，包括：获取各机组的预估出力，基于所述预估出力和对应的机组出力获得对应机组的诱导函数，基于所述诱导函数和对应机组的机组成本获得对应的机组诱导模型的第三目标函数。

16、在本发明的第一方面的方法中，任一机组诱导模型的第三目标函数满足：

17、

18、式中，mkt为罚因子，pktest为机组k在时段t的预估出力，为诱导函数。

19、在本发明的第一方面的方法中，基于所述安全约束机组组合问题模型和所述诱导割平面获得加速机组组合模型，包括：将第一目标函数作为加速机组组合模型的目标函数，所述第一约束条件和所述诱导割平面作为加速机组组合模型的约束条件，以形成加速机组组合模型。

20、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解系统，包括：

21、电力系统机组组合模型构建模块，用于获取电力系统运行基础数据，基于所述电力系统运行基础数据构建电力系统的安全约束机组组合问题模型；

22、电网机组割平面求解模块，用于构建单一机组模型；设置诱导函数，基于所述诱导函数和所述单一机组模型获得机组诱导模型；求解所述机组诱导模型以得到诱导割平面；

23、加速机组组合求解模块，用于基于所述安全约束机组组合问题模型和所述诱导割平面获得加速机组组合模型，对所述加速机组组合模型进行求解获取最优解，基于所述最优解控制各机组运行，其中所述最优解包括电力系统中各机组的机组开停机状态变量最优值和机组出力最优值。

24、为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现本发明第一方面提出的方法。

25、为达上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现本发明第一方面提出的方法。

26、本发明提供的基于机组割平面诱导的电力系统机组组合加速求解方法、系统、电子设备及存储介质，通过获取电力系统运行基础数据，基于电力系统运行基础数据构建电力系统的安全约束机组组合问题模型；构建单一机组模型；设置诱导函数，基于诱导函数和单一机组模型获得机组诱导模型；求解机组诱导模型以得到诱导割平面；基于安全约束机组组合问题模型和诱导割平面获得加速机组组合模型，对加速机组组合模型进行求解获取最优解，基于最优解控制各机组运行，其中最优解包括电力系统中各机组的机组开停机状态变量最优值和机组出力最优值。在这种情况下，利用机组诱导模型得到诱导割平面，通过安全约束机组组合问题模型和诱导割平面获得加速机组组合模型，进而获得最优解，由此能够使得机组组合问题可行域紧缩化，从而加快了机组组合问题的寻优求解过程。

27、本发明附加的方面和优点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。