[发明专利]一种计及机组启停的集成气-电能源系统优化方法

说明书

本发明公开了一种计及机组启停的集成气‑电能源系统优化方法。该方法首先建立了集成气‑电能源系统中机组的机组组合建模方法，其次建立考虑机组启动和停机状态的出力、爬坡和持续时间等运行约束，然后矩阵化的电力系统和天然气系统平衡模型，提出基于发电转移分布因子的联络线安全约束，和基于分段线性化方法的燃气机组气‑电耦合模型的简化方法。最后构建集成气‑电能源系统实施例，以经济成本最优为优化目标进行仿真优化，为集成气‑电能源系统中的机组运行调度提供了理论基础和有效优化方案。

技术领域

本发明属于多能耦合系统优化运行技术，具体涉及一种计及机组启停的集成气-电能源系统优化方法。

背景技术

煤炭资源面临枯竭且环境污染严重，单一火力发电的电力系统已难以适应新形势下的能源变革趋势。集成气电能源系统是目前能源综合利用最具前景的方式之一，且以天然气发电代替燃煤发电能够有效缓解环境污染。燃气机组性能已得到广泛验证，是实现气-电耦合的最关键元件。目前，集成气电能源系统已得到广泛关注，在能量流耦合的基础上开展考虑机组组合的IGES系统优化调度研究是推动IGES能效提升的关键一步。

发明内容

本发明针对上述现有技术中集成气-电能源系统机组组合优化调度方法不够精细的问题，提供一种计及机组启停的集成气-电能源系统优化方法，详细阐述计及启停状态的机组出力、爬坡、启停持续时间等约束，并考虑调度周期剩余可调度时间等因素，及线性化求解方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种计及机组启停的集成气-电能源系统优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：输入系统数据信息；

步骤2：建立机组启停二进制变量关系模型；

步骤3：建立机组启停约束；

步骤4：建立电力系统约束；

步骤5：建立天然气系统约束并线性化；

步骤6：建立集成气-电能源系统经济优化目标函数；

步骤7：求解优化调度结果并输出调度数据。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述步骤1中，系统数据信息包括源-荷数据、经济指标数据以及设备参数数据。

进一步地，所述步骤2中，机组启停二进制变量包括启停状态启动动作停机动作机组启停二进制变量关系模型如下：

式中，表示机组i在t时刻处于运行状态，表示机组i在t时刻处于停机状态；表示机组i在t时刻发生启动动作，表示机组i在t时刻未发生启动动作；表示机组i在t时刻发生停机动作，表示机组i在t时刻未发生停机动作。

进一步地，所述步骤3中，启停约束包括计及启停状态的燃气机组出力约束、爬坡约束、持续时间约束、启停费用约束，分别如下：

1)计及启停状态的燃气机组出力约束

计及启停状态的燃气机组出力约束通过使得机组在运行状态下出力处于出力范围内，在停机状态下机组出力为0；计及启停状态的燃气机组出力约束如下：

式中，P_i分别表示机组出力上下限；

2)计及启停状态的燃气机组爬坡约束