[发明专利]一种市场环境下电力系统多目标检修优化方法

摘要

本发明公开了一种市场环境下电力系统多目标检修优化方法。本发明包括步骤如下获取各个发电商数据；建立市场环境下电网多目标检修优化模型；对模型的机组出力变量和机组检修变量进行实数编码，对模型中的机组在线状态变量和机组启动状态变量进行0‑1二进制编码，并将其从自变量转化成为由机组出力变量和机组检修变量所表示的因变量；对机组出力变量和机组检修变量进行初始化；将得到的变量初始化值作为快速非支配排序法的种群初始化输入进行求解，得到最优解集；采用多目标决策方法从得到的最优解集中确定最终的机组检修及出力方案。本发明执行简单、可扩展性强，可用于求解不同目标函数和约束条件的多目标检修优化模型。

主权项

一种市场环境下电力系统多目标检修优化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)获取各个发电商发电费用系数数据C0ij,C1ij,C2ij，单位是$/MW；检修费用系数数据单位是$/MW；机组启动费用数据单位是$；机组容量数据单位是MW；负荷数据PD(t,s)，单位是MW，及市场电价数据λ(t,s)，单位是$/MWh；步骤(2)建立市场环境下电网多目标检修优化模型；步骤(3)对步骤(2)中所述模型的机组出力变量和机组检修变量进行实数编码，对所述模型中的机组在线状态变量和机组启动状态变量进行0‑1二进制编码，然后将机组在线状态变量和机组启动状态变量从自变量转化成为由机组出力变量和机组检修变量所表示的因变量；步骤(4)对多目标检修优化模型中的机组出力变量和机组检修变量进行初始化；步骤(5)采用步骤(4)中得到的变量初始化值作为快速非支配排序法的种群初始化输入，并采用NSGA‑II对上述多目标检修优化模型进行求解，得到最优解集；步骤(6)采用多目标决策方法，从得到的最优解集中确定最终的机组检修及出力方案；步骤(2)所述优化模型的目标函数包括以下3类：各个发电商的收益最大化函数、系统可靠性最大化函数、系统总发电费用最小化函数；所述优化模型的约束条件包括以下5类：系统备用高于系统所需的最小备用值、发电机组总出力与系统负荷平衡、同时检修机组数小于上限值、发电机组出力处于其额定出力范围内、机组不可同时处于检修和在线两种状态；第i个发电商的收益目标函数表示为pf(i)，其表达式如式(1)所示：式(1)中，Gi表示第i个发电商的机组集合；表示第i个发电商的第j台机组在时段t子时段s的有功出力；T(t,s)表示时段t子时段s的时间长，单位是小时；yij(t,s)表示机组的启动状态，若yij(t,s)＝1表示第i个发电商的第j台机组在时段t子时段s的开始时刻启动，若yij(t,s)＝0则无启动；xij表示第i个发电商的第j台机组检修开始周；Dij表示第i个发电商的第j台机组连续检修时长，单位是周；表示第i个发电商的第j台机组的最大容量；∨表示逻辑或；其中i和j为自然数；m为整数；T表示总的时段数；N表示总的子时段数；时段t子时段s的可靠性指标I(t,s)表示为净备用除以毛备用，毛备用由所有机组的容量和减去系统负荷得到，净备用由毛备用减去检修中机组的容量得到，如式(2)所示，系统可靠性目标函数由所有子时段的可靠性指标I(t,s)取平均得到，如式(3)所示；式(2)中，PD(t,s)表示时段t子时段s的系统负荷；系统总发电费用目标函数表示为tc，其表达式如式(4)所示：系统备用约束条件如式(5)所示：式(5)中，Rmin(t,s)表示时段t子时段s系统所需的最小备用；最大同时检修机组数约束条件如式(6)所示：式(6)中，Ni(t)表示第i个发电商在时段t所允许的最大同时检修机组数；机组出力约束条件如式(7)所示：式(7)中，表示机组在线时的出力下限，vij(t,s)表示在线状态变量，在线为1，不在线为0；机组检修时不可在线约束如式(8)所示：系统功率平衡约束条件如式(9)所示：