一種基于混合算法的風(fēng)蓄火聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化方法
【專利說明】-種基于混合算法的風(fēng)蓄火聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化方法
[0001] 【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明設(shè)及一種基于混合算法的風(fēng)蓄火聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化方法,屬于電力系統(tǒng)能源的優(yōu) 化調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。
[0002] 【【背景技術(shù)】】 隨著人類社會的不斷發(fā)展,人類進(jìn)入了工業(yè)化大生產(chǎn)的時代。一方面,對于能源的需求 日益增加,因此能源危機(jī)遍及全世界;另一方面,能源危機(jī)還伴隨著環(huán)境污染,由于主要污 染物排放量超過環(huán)境所能承載的能力,化石能源對環(huán)境有很大的污染和危害。為了解決能 源短缺危機(jī)W及化石燃料燃燒所帶來的粉塵、酸雨等污染性問題,我國需要大力發(fā)展風(fēng)電 等清潔能源,而風(fēng)電由于其本身的特點(diǎn)加上我國風(fēng)電行業(yè)的現(xiàn)狀,容易產(chǎn)生"棄風(fēng)",故采用 抽水蓄能電站作為風(fēng)電的儲能系統(tǒng)。采用該發(fā)明所設(shè)及的優(yōu)化方法,既可W減少風(fēng)力發(fā)電 的"棄風(fēng)"現(xiàn)象,又可W給包括風(fēng)電、抽水蓄能電站及常規(guī)火電機(jī)組在內(nèi)的整個電源側(cè)帶來 極大的經(jīng)濟(jì)效益,具有一定的研究價值。
[0003] 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足,提供了一種基于混合算法的風(fēng)蓄火 聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化方法,W經(jīng)濟(jì)調(diào)度和機(jī)組組合為基礎(chǔ),建立了電網(wǎng)整體效益最大為目標(biāo)的 優(yōu)化模型,采用混合智能算法求解,提高了經(jīng)濟(jì)調(diào)度的精確性W及可靠性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是: 本發(fā)明所述的一種基于混合算法的風(fēng)蓄火聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化方法,W風(fēng)電場自身容量限 審IJ、抽水蓄能電站抽水、發(fā)電功率上下限和水庫容量限制W及火電機(jī)組的出力上下限、爬坡 功率、最小啟停時間W及系統(tǒng)備用和功率平衡為約束條件,建立W聯(lián)合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大 為目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型,所述數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)為:
并將目標(biāo)函數(shù)分成兩部分,
式中,M表示電網(wǎng)所獲得的經(jīng)濟(jì)效益;N為24,表示一天中24個時段;n表示火電機(jī)組的個 數(shù);Cwt為第t個時段風(fēng)電上網(wǎng)電價,Cht為第t個時段抽水蓄能電站上網(wǎng)電價;Cpt為第t個時段 的抽水電價;Pwt則表示火風(fēng)蓄供電情況下,第t個時段風(fēng)電機(jī)組直接并網(wǎng)功率;Ui,t表示火電 機(jī)組第i臺機(jī)組第t個時段的運(yùn)行狀況。
[000引在本發(fā)明中:所述風(fēng)電場約束條件的表達(dá)式為: 0呈f地呈巧
式中,Pwt表示風(fēng)電場第t時刻直接并網(wǎng)功率;F爾表示風(fēng)電直接并網(wǎng)上限;表示原 始風(fēng)電場功率;Ppt表示抽水蓄能電站第t時刻抽水功率;PDLt表示風(fēng)電場第t時刻的棄風(fēng)功 率。
[0006] 在本發(fā)明中:所述抽水蓄能電站約束條件的表達(dá)式為: 水庫庫容約束:
式中,化和[簾分別表示抽水蓄能電站中水累的抽水功率最小值和抽水功率的最大值; 日!和Ph分別表示抽水蓄能電站中水輪機(jī)出力的下限和上限;化和化分別表示抽水蓄能電 站中可逆式機(jī)組的抽水效率和發(fā)電效率;Et表示第t時段的水庫儲能;g和巨分別表示水庫 所儲能量的最小值和最大值;At取化。
[0007] 在本發(fā)明中:所述火電站約束條件的表達(dá)式包括W下部分,其中: (1 )、系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用約束表達(dá)式:E馬-也財,,叫; 2-1 (2) 、機(jī)組輸出上下限約束表達(dá)式:巧J查是; (3) 、機(jī)組爬坡率約束表達(dá)式:瑞1:-馬蝴恤.直馬化'卓1+而^ ; (4) 、機(jī)組最小運(yùn)行時間約束表達(dá)式:'(燈,>1.."^'.町,*)(式>:1...- .)'去'田; 巧)、機(jī)組最小停運(yùn)時間約束表達(dá)式:(U,,, - - r,.必)豈0 ; 式中,Rt表示第t時段系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量,取Lt的7%;些和PGi分別表示第i臺火電機(jī) 組出力的下限和上限;Pi,down和Pi,UP分別表示第i臺火電機(jī)組下坡約束功率和上坡約束功 率;Ti,。。和Ti, Df f分別表示第i臺火電機(jī)組的最小運(yùn)行時間和最小停運(yùn)時間。
[000引在本發(fā)明中:所述功率平衡的表達(dá)式:
式中,Pwt表示第t時刻風(fēng)電機(jī)組直接并網(wǎng)功率;Ui,t表示火電機(jī)組第i臺機(jī)組第t時刻的 運(yùn)行狀況;Pgi,t表示火電機(jī)組第i臺機(jī)組第t時刻的出力;Pht、Ppt分別表示第t時刻抽水蓄能 電站的發(fā)電功率和抽水功率。
[0009] 在本發(fā)明中:所述數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)中的M = /1+/2+/3為遺傳算法的適應(yīng) 度函數(shù),其中遺傳算法的種群規(guī)模為200個,終止代數(shù)為100代,所述遺傳算法的子代個體采 用單點(diǎn)交叉方式,交叉概率為0.65,且遺傳算法的變異概率為0.0 l。
[0010] 在本發(fā)明中:所述數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)中的,
為 粒子群算法的適應(yīng)度函數(shù),其中粒子群算法的種群規(guī)模為100個,終止代數(shù)為100代。
[0011] 采用上述方法后,本發(fā)明有益效果為:本發(fā)明W經(jīng)濟(jì)調(diào)度和機(jī)組組合為基礎(chǔ),建立 了電網(wǎng)整體效益最大為目標(biāo)的優(yōu)化模型,采用混合智能算法求解,提高了經(jīng)濟(jì)調(diào)度的精確 性W及可靠性。不僅增加了系統(tǒng)對風(fēng)電的"消納"能力,而且提高了發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0012] 【【附圖說明】】 此處所說明的附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,但并不 構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定,在附圖中: 圖1是本發(fā)明的原理示意圖; 圖2是本發(fā)明的流程示意圖。
[001引【【具體實(shí)施方式】】 下面將結(jié)合附圖W及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明,其中的示意性實(shí)施例W及說明僅 用來解釋本發(fā)明,但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0014]如圖所示,一種基于混合算法的風(fēng)蓄火聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化方法,W風(fēng)電場自身容量 限制、抽水蓄能電站抽水、發(fā)電功率上下限和水庫容量限制W及火電機(jī)組的出力上下限、爬 坡功率、最小啟停時間W及系統(tǒng)備用和功率平衡為約束條件,建立W聯(lián)合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最 大為目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型,所述數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)為:
其中,克(戶郵)=。〇場J +'。品J +斯. 并將目標(biāo)函數(shù)分成兩部分
式中,M表示電網(wǎng)所獲得的經(jīng)濟(jì)效益;N為24,表示一天中24個時段;n表示火電機(jī)組的個 數(shù);Cwt為第t個時段風(fēng)電上網(wǎng)電價,Cht為第t個時段抽水蓄能電站上網(wǎng)電價;Cpt為第t個時段 的抽水電價;Pwt則表示火風(fēng)蓄供電情況下,第t個時段風(fēng)電機(jī)組直接并網(wǎng)功率;Ui,t表示火電 機(jī)組第i臺機(jī)組第t個時段的運(yùn)行狀況。所述風(fēng)電場約束條件的表達(dá)式為:
式中,Pwt表示風(fēng)電場第t時刻直接并網(wǎng)功率;P而表示風(fēng)電直接并網(wǎng)上限;表示原 始風(fēng)電場功率;Ppt表示抽水蓄能電站第t時刻抽水功率;PDLt表示風(fēng)電場第t時刻的棄風(fēng)功 率。所述抽水蓄能電站約束條件的表達(dá)式為: 水庫庫容約束:
式中,化和巧分別表示抽水蓄能電站中水累的抽水功率最小值和抽水功率的最大值; 日!和PR分別表示抽水蓄能電站中水輪機(jī)出力的下限和上限;化和化分別表示抽水蓄能電 站中可逆式機(jī)組的抽水效率和發(fā)電效率;Et表示第t時段的水庫儲能;g和臣分別表示水庫 所儲能量的最小值和最大值;At取化。所述火電站約束條件的表達(dá)式包括W下部分,其中: (1) 、系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用約束表達(dá)式:S庇-也巧,,吉巧..; 2-1 (2) 、機(jī)組輸出上下限約束表達(dá)式:而適 < 馬, < 也專; (3) 、機(jī)組爬坡率約束表達(dá)式:冷,_1 -馬5曲《? 巧化直瑞.心1 ; (4) 、機(jī)組最小運(yùn)行時間約束表達(dá)式U,,,)(Tw-O ; 巧)、機(jī)組最小停運(yùn)時間約束表達(dá)式:(u,,* - - r,,w) ^曰; 式中,Rt表示第t時段系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量,取Lt的7%;些和PUi分別表示第i臺火電機(jī) 組出力的下限和上限;Pi,down和Pi,UP分別表示第i