一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法与系统与流程

本发明涉及火电机组，特别是涉及一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法与系统。

背景技术：

1、2017年12月18日广东开启调频辅助服务市场，目前市场整体运行良好，市场主体参与度逐步提高。百万超超临界机组，调频性能较好，但调频对于机组能耗是否会造成影响以及单机的调频综合性能分析等，尚缺乏理论模型和量化分析。为此需要对调频对机组的煤耗及成本的影响进行分析。

2、具体而言：发电企业一方面为保证民生用电安全需响应政策需求；另一方面，企业为追求效益最大化，实际当中根据自身机组特性参与调频市场，为取得调频收益并且不亏损，其报价应大于调频边际成本。但目前为止，由于电力现货市场在我国刚刚起步，调频服务对发电企业而言也属于新兴业务，发电企业的成本计算只针对运行总负荷的燃料运行成本而言，对于机组调频而带来的“额外”机组消耗以及煤耗的上升情况，无任何有效的统计计算方法。也就是说，对于调频来说，企业无法有效地根据成本支出对其实际产生的效益进行估算和管理。由此，本领域急需开发一种针对发电企业在电力调频市场中机组调频边际成本的计算方法，以供发电企业在调频服务的使用过程中及时对其进行调整，如优化发电企业在调频市场报价决策，保障机组调频过程中企业效益等。

3、因此，如何提供一种可以基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法与系统，是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法与系统，用以解决现有技术中无法对火电机组调频边际成本进行精准的计算，无法优化调频报价决策的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法，所述方法包括：

3、获取火电机组的sis历史数据和历史调频中标时段，对所述sis历史数据和所述历史调频中标时段进行分析，并基于分析结果建立火电机组运行成本案例库；

4、获取火电机组的sis实时数据，并根据所述sis实时数据和所述sis历史数据，对火电机组的调频综合指标进行计算分析；

5、基于所述火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本进行计算；

6、根据所述火电机组的调频综合指标和所述火电机组标准调频容量的调频成本计算调频增加成本；

7、在预设条件下采集火电机组的特征数据，根据所述特征数据计算火电机组的调频边际成本和总调频负荷，并基于所述调频边际成本和所述总调频负荷进行分析。

8、在其中一个实施例中，在对所述sis历史数据和所述历史调频中标时段进行分析，并基于分析结果建立火电机组运行成本案例库时，包括：

9、对所述sis历史数据进行数据处理；

10、获取火电机组工况参数点的波动范围和持续时长，并判断火电机组是否处于稳定工况；

11、当判断火电机组处于稳定工况时，基于数据处理后的sis历史数据统计火电机组稳态工况的所有时刻点的煤耗数据，将煤耗数据与火电机组的负荷进行加权平均，计算火电机组稳态工况下平均负荷的平均煤耗数据；

12、根据火电机组的负荷与平均煤耗数据建立所述火电机组运行成本案例库。

13、在其中一个实施例中，在获取火电机组的sis实时数据，并根据所述sis实时数据和所述sis历史数据，对火电机组的调频综合指标进行计算分析时，包括：

14、根据所述sis实时数据和所述sis历史数据分别计算火电机组中发电单元响应负荷控制指令的速率、发电单元响应负荷控制指令的时间延迟和发电单元机组响应负荷控制指令的精准度；

15、根据发电单元响应负荷控制指令的速率、发电单元响应负荷控制指令的时间延迟和发电单元机组响应负荷控制指令的精准度计算火电机组的调频综合指标；

16、根据下式计算发电单元响应负荷控制指令的速率：

17、

18、

19、其中，k1是发电单元响应负荷控制指令的速率，vi,j是第i个火电机组第j次调节的调节速率，pei,j是第i个火电机组第j次调节响应过程时的出力，psi,j是第i个火电机组第j次调节开始动作时的出力，tei,j是第i个火电机组第j次调节结束的时刻，tsi,j是第i个火电机组第j次调节开始的时刻，vn,i是第i个火电机组第j次调节的标准调节速率；

20、若考虑启停磨时间，则：

21、pdi,j∈(psi,j,pei,j)；

22、其中，pdi,j是第i个火电机组第j次调节的启停磨临界点功率，tdi,j是第i个火电机组第j次调节启停磨实际消耗的时间；

23、根据下式计算发电单元响应负荷控制指令的响应时间：

24、

25、其中，k2为发电单元响应负荷控制指令的响应时间，ti,j为第i个火电机组第j次响应时间，tn,i为第i个火电机组第j次标准响应时间，a为固定常数；

26、根据下式计算发电单元响应负荷控制指令的调节精度：

27、

28、

29、其中，k3为发电单元响应负荷控制指令的调节精度，δpi,j为第i个火电机组第j次调节的偏差，pi,j(t)为t时刻第i个火电机组的实际出力；pi,j是第i个火电机组第j次调节时间段内设点指令值，δpn,i为第i个火电机组第j次调节的允许偏差量，b为固定常数。

30、在其中一个实施例中，在基于所述火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本进行计算时，包括：

31、基于所述火电机组运行成本案例库分别计算火电机组在实时调节过程中的燃料成本和历史调节过程中的燃料成本；

32、计算实时调节过程中的燃料成本和历史调节过程中的燃料成本之间的燃料成本差值，并将所述燃料成本差值作为调频过程中所增加的燃料成本；

33、计算火电机组在调节过程中的平均负荷和调节过程中的总发电量；

34、根据调频过程中所增加的燃料成本和调节过程中的总发电量计算火电机组标准调频容量的调频成本；

35、根据下式计算火电机组在实时调节过程中的燃料成本：

36、

37、根据下式计算火电机组在历史调节过程中的燃料成本：

38、

39、其中，ci,j(pi,j(t))为第i个火电机组在实时调节过程中的燃料成本，是第i个火电机组在历史调节过程中的燃料成本；

40、根据下式计算火电机组在调频过程中所增加的燃料成本：

41、

42、

43、根据下式计算火电机组在调节过程中的平均负荷：

44、

45、其中，为第i个火电机组在调节过程中的平均负荷；

46、根据下式计算火电机组在调节过程中的总发电量；

47、

48、其中，w为第i个火电机组在调节过程中的总发电量；

49、根据下式计算火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本：

50、

51、其中，ci,j为火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本。

52、在其中一个实施例中，在根据所述特征数据计算火电机组的调频边际成本和总调频负荷时，包括：

53、计算火电机组的总调频负荷；

54、根据所述总调频负荷计算火电机组的调频边际成本；

55、根据下式计算火电机组的总调频负荷：

56、q＝∑qi；

57、其中，q为火电机组的总调频负荷，qi为第i个火电机组的分配调频负荷；

58、根据下式计算火电机组的调频边际成本：

59、p＝pi·q；

60、其中，p为火电机组的调频边际成本，pi为第i个火电机组的调频成本。

61、为了实现上述目的，本发明提供了一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算系统，所述系统包括：

62、建立模块，用于获取火电机组的sis历史数据和历史调频中标时段，对所述sis历史数据和所述历史调频中标时段进行分析，并基于分析结果建立火电机组运行成本案例库；

63、第一计算模块，用于获取火电机组的sis实时数据，并根据所述sis实时数据和所述sis历史数据，对火电机组的调频综合指标进行计算分析；

64、第二计算模块，用于基于所述火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本进行计算；

65、第三计算模块，用于根据所述火电机组的调频综合指标和所述火电机组标准调频容量的调频成本计算调频增加成本；

66、第四计算模块，用于在预设条件下采集火电机组的特征数据，根据所述特征数据计算火电机组的调频边际成本和总调频负荷，并基于所述调频边际成本和所述总调频负荷进行分析。

67、在其中一个实施例中，所述第一计算模块具体用于：

68、所述第一计算模块用于对所述sis历史数据进行数据处理；

69、所述第一计算模块用于获取火电机组工况参数点的波动范围和持续时长，并判断火电机组是否处于稳定工况；

70、所述第一计算模块用于当判断火电机组处于稳定工况时，基于数据处理后的sis历史数据统计火电机组稳态工况的所有时刻点的煤耗数据，将煤耗数据与火电机组的负荷进行加权平均，计算火电机组稳态工况下平均负荷的平均煤耗数据；

71、所述第一计算模块用于根据火电机组的负荷与平均煤耗数据建立所述火电机组运行成本案例库。

72、在其中一个实施例中，所述第二计算模块具体用于：

73、所述第二计算模块用于根据所述sis实时数据和所述sis历史数据分别计算火电机组中发电单元响应负荷控制指令的速率、发电单元响应负荷控制指令的时间延迟和发电单元机组响应负荷控制指令的精准度；

74、所述第二计算模块用于根据发电单元响应负荷控制指令的速率、发电单元响应负荷控制指令的时间延迟和发电单元机组响应负荷控制指令的精准度计算火电机组的调频综合指标；

75、所述第二计算模块用于根据下式计算发电单元响应负荷控制指令的速率：

76、

77、

78、其中，k1是发电单元响应负荷控制指令的速率，vi,j是第i个火电机组第j次调节的调节速率，pei,j是第i个火电机组第j次调节响应过程时的出力，psi,j是第i个火电机组第j次调节开始动作时的出力，tei,j是第i个火电机组第j次调节结束的时刻，tsi,j是第i个火电机组第j次调节开始的时刻，vn,i是第i个火电机组第j次调节的标准调节速率；

79、所述第二计算模块用于若考虑启停磨时间，则：

80、

81、其中，pdi,j是第i个火电机组第j次调节的启停磨临界点功率，tdi,j是第i个火电机组第j次调节启停磨实际消耗的时间；

82、所述第二计算模块用于根据下式计算发电单元响应负荷控制指令的响应时间：

83、

84、其中，k2为发电单元响应负荷控制指令的响应时间，ti,j为第i个火电机组第j次响应时间，tn,i为第i个火电机组第j次标准响应时间，a为固定常数；

85、所述第二计算模块用于根据下式计算发电单元响应负荷控制指令的调节精度：

86、

87、

88、其中，k3为发电单元响应负荷控制指令的调节精度，δpi,j为第i个火电机组第j次调节的偏差，pi,j(t)为t时刻第i个火电机组的实际出力；pi,j是第i个火电机组第j次调节时间段内设点指令值，δpn,i为第i个火电机组第j次调节的允许偏差量，b为固定常数。

89、在其中一个实施例中，所述第三计算模块具体用于：

90、所述第三计算模块用于基于所述火电机组运行成本案例库分别计算火电机组在实时调节过程中的燃料成本和历史调节过程中的燃料成本；

91、所述第三计算模块用于计算实时调节过程中的燃料成本和历史调节过程中的燃料成本之间的燃料成本差值，并将所述燃料成本差值作为调频过程中所增加的燃料成本；

92、所述第三计算模块用于计算火电机组在调节过程中的平均负荷和调节过程中的总发电量；

93、所述第三计算模块用于根据调频过程中所增加的燃料成本和调节过程中的总发电量计算火电机组标准调频容量的调频成本；

94、所述第三计算模块用于根据下式计算火电机组在实时调节过程中的燃料成本：

95、

96、所述第三计算模块用于根据下式计算火电机组在历史调节过程中的燃料成本：

97、

98、其中，ci,j(pi,j(t))为第i个火电机组在实时调节过程中的燃料成本，是第i个火电机组在历史调节过程中的燃料成本；

99、所述第三计算模块用于根据下式计算火电机组在调频过程中所增加的燃料成本：

100、

101、

102、所述第三计算模块用于根据下式计算火电机组在调节过程中的平均负荷：

103、

104、其中，为第i个火电机组在调节过程中的平均负荷；

105、所述第三计算模块用于根据下式计算火电机组在调节过程中的总发电量；

106、

107、其中，w为第i个火电机组在调节过程中的总发电量；

108、所述第三计算模块用于根据下式计算火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本：

109、

110、其中，ci,j为火电机组运行成本案例库对火电机组标准调频容量的调频成本。

111、在其中一个实施例中，所述第四计算模块具体用于：

112、所述第四计算模块用于计算火电机组的总调频负荷；

113、所述第四计算模块用于根据所述总调频负荷计算火电机组的调频边际成本；

114、所述第四计算模块用于根据下式计算火电机组的总调频负荷：

115、q＝∑qi；

116、其中，q为火电机组的总调频负荷，qi为第i个火电机组的分配调频负荷；

117、所述第四计算模块用于根据下式计算火电机组的调频边际成本：

118、p＝pi·q；

119、其中，p为火电机组的调频边际成本，pi为第i个火电机组的调频成本。

120、本发明提供了一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法与系统，相较现有技术，具有以下有益效果：

121、本发明公开了一种基于案例库的火电机组调频边际成本计算方法与系统，获取火电机组的sis历史数据和历史调频中标时段，并进行分析，基于分析结果建立火电机组运行成本案例库；根据sis实时数据和sis历史数据计算调频综合指标；基于火电机组运行成本案例库计算标准调频容量的调频成本；根据调频综合指标和标准调频容量的调频成本计算调频增加成本；根据特征数据计算调频边际成本和总调频负荷，并进行分析，本发明通过调频综合指标可以为火电机组是否参与调频进行量化分析，通过调频边际成本和总调频负荷可以得出调频时期煤耗上升造成火电机组成本升高的实际值，对于发电侧调频市场报价具有很强的现实指导意义。