[发明专利]一种计及调速器死区与限幅环节的机组组合优化方法

权利要求书

1.一种计及调速器死区与限幅环节的机组组合优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取全网同步机组的关键调频参数，包括惯量、调差系数、再热时间常数、高压涡轮功率分数、阻尼系数和扰动功率；

步骤2：计及调速器普通型死区和调速器限幅两种非线性环节，在惯性中心频率下，构建多机频率响应模型；

步骤3：通过欧拉法和前向差分法对步骤2构建的多机频率响应模型进行差分离散化处理，得到一组系统频率与机组机械功率的时域差分方程组，从而构建动态频率约束；

步骤4：建立机组组合的目标函数和常规运行约束，将步骤3构建的动态频率约束加入传统机组组合模型中，通过大M法将此含动态频率约束的机组组合模型转换为混合整数线性模型并进行优化求解，得到机组开机计划及备用容量配置；

所述步骤4具体包括以下子步骤：

步骤41：建立机组组合的目标函数，包括机组发电成本、备用成本以及系统调频收益：

式中，t为调度时段，T为电力调度时段数；n＝1，…，N，N为总的离散分段数；a_i、b_i、c_i为机组i的发电成本系数，c_re，i为机组i的备用成本系数，C_ffr为调频收益系数；P_g，i，t为t时刻机组i的发电量，R_i，t为t时刻机组i的备用容量；

步骤42：构建机组组合的常规运行约束；其中，功率平衡约束为：

发电机的备用容量约束为：

爬坡约束为：

-R_down，i＜＜P_g，i，t-P_g，i，t-1＜＜R_up，i

机组启停时间约束为：

0＜＜(u_i，t-1-u_i，t)(X_s，i，t-1-T_s，i)

0＜＜(u_i，t-1-u_i，t)(X_O，i，t-1-T_O，i)

式中，u_i，t、u_i，t-1分别为t时刻、t-1时刻机组i的运行状态，分别为机组i的最大、最小出力，R_up，i、R_down，i分别为机组i的最大上爬坡功率和最大下爬坡功率，X_s，i，t-1、X_O，i，t-1分别为机组i的连续开机、停机小时数，T_s，i、T_O，i为机组i的最小启动、停止时间；

步骤43：将步骤3中的动态频率约束加入传统机组组合模型中，通过大M法引入辅助变量λ_i，t，n＝dP_{g，i，t，n}·u_i，t、γ_i，t，n＝df_t，n·u_i，t将动态频率约束转为线性约束为：

-Mu_i，t≤γ_i，t，n≤0

-M(1-u_i，t)≤df_t，n-γ_i，t，n≤0

0≤λ_i，t，n≤Mu_i，t

0≤dP_{g，i，t，n}-λ_i，t，n≤M(1-u_i，t)

其中，M为一个足够大的常数；辅助变量的初值λ_i，t，1＝0、γ_i，t，1＝0；

步骤44：通过对每个分段的频率偏差进行|df_t，n|≤0.6的约束来保证系统频率最低点在安全范围内，完成含动态频率约束的机组组合模型到混合整数线性模型的转化，通过商用软件GUROBI对模型进行求解，得到机组开机计划及备用容量配置。