計(jì)及需求響應(yīng)的機(jī)組組合優(yōu)化

1、1.機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計(jì)算及結(jié)果分析5.計(jì)及需求響應(yīng)UC問(wèn)題及數(shù)值分析6.總結(jié)1.1.機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計(jì)算及結(jié)果分析5.計(jì)及需求響應(yīng)UC問(wèn)題及數(shù)值分析6.總結(jié)問(wèn)題背景 由于我們?nèi)祟惢顒?dòng)的周期性由于我們?nèi)祟惢顒?dòng)的周期性年負(fù)荷周期月負(fù)荷周期周負(fù)荷周期日負(fù)荷周期不同機(jī)組具有不同不同機(jī)組具有不同的成的成本特性本特性和約束條件和約束條件由于機(jī)組由于機(jī)組的容量的容量范圍，很范圍，很難通過(guò)調(diào)節(jié)滿足負(fù)荷變化難通過(guò)調(diào)節(jié)滿足負(fù)荷變化機(jī)組組合機(jī)

2、組組合我們定義機(jī)組組合（unit commitment）為將給定的機(jī)組開啟、并與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)同步運(yùn)行GGGGGGGGG在一定的調(diào)度周期內(nèi)在一定的調(diào)度周期內(nèi)( (通常是一天或一周通常是一天或一周) )，以最小的成本，以最小的成本( (耗量耗量) )安排發(fā)安排發(fā)電計(jì)劃電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)與給定負(fù)荷的平衡并滿足一定的約束條件和備用要求與給定負(fù)荷的平衡并滿足一定的約束條件和備用要求經(jīng)濟(jì)調(diào)度機(jī)組組合機(jī)組組合火電計(jì)劃水電計(jì)劃交換計(jì)劃燃料計(jì)劃?rùn)C(jī)組組合又超脫于經(jīng)濟(jì)調(diào)度，其原因在于：假設(shè)機(jī)組組合又超脫于經(jīng)濟(jì)調(diào)度，其原因在于：假設(shè)已已經(jīng)有經(jīng)有N N臺(tái)機(jī)組連接到系統(tǒng)臺(tái)機(jī)組連接到系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)調(diào)度只是，經(jīng)濟(jì)調(diào)度只是制定一個(gè)

3、制定一個(gè)經(jīng)濟(jì)性的經(jīng)濟(jì)性的分配計(jì)劃；分配計(jì)劃；而機(jī)組組合，則假設(shè)而機(jī)組組合，則假設(shè)N N臺(tái)機(jī)組臺(tái)機(jī)組可供調(diào)度，需要根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷情況和負(fù)荷預(yù)測(cè)來(lái)決可供調(diào)度，需要根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷情況和負(fù)荷預(yù)測(cè)來(lái)決定哪些機(jī)組參與服務(wù)定哪些機(jī)組參與服務(wù)機(jī)組組合離散變量（如機(jī)組啟停狀態(tài)）連續(xù)變量（如機(jī)組發(fā)電功率）高維、離散、非凸的動(dòng)高維、離散、非凸的動(dòng)態(tài)混合整數(shù)非線性優(yōu)化態(tài)混合整數(shù)非線性優(yōu)化問(wèn)題問(wèn)題機(jī)組組合優(yōu)化目標(biāo)的歷史進(jìn)程當(dāng)機(jī)組組合問(wèn)題要顧及經(jīng)濟(jì)性、網(wǎng)絡(luò)安全性以及排放許可等多個(gè)要求多目標(biāo)模型電力工業(yè)市場(chǎng)化改革購(gòu)電成本最小更反映資源配置效率社會(huì)總收益最大以排放最小機(jī)組組合早期及很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)調(diào)度周期內(nèi)總運(yùn)行成本最小約束條件的歷史

4、演變系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行要求的提高和優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展機(jī)組爬坡速率約束環(huán)境約束網(wǎng)絡(luò)安全約束市場(chǎng)約束等早期機(jī)組組合系統(tǒng)功率平衡約束系統(tǒng)備用約束機(jī)組的最大、最小出力約束最小開停機(jī)時(shí)間約束新能源新能源產(chǎn)品出現(xiàn)，產(chǎn)品出現(xiàn)，分布式發(fā)電裝置分布式發(fā)電裝置的應(yīng)用的應(yīng)用需要雙向需要雙向的能量與信息的能量與信息流流，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的用戶與電網(wǎng)的銜接與互動(dòng)銜接與互動(dòng)需求響應(yīng)需求響應(yīng) 需求響應(yīng)，需求側(cè)管理Demand-Side management，DSM）的解決方案之一即電力需求響應(yīng)的簡(jiǎn)稱，是指當(dāng)電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格升高或電力系統(tǒng)的有效性和可靠性受到威脅時(shí)，電力用戶在接收到供電商發(fā)出的誘導(dǎo)性減少負(fù)荷的直接補(bǔ)償通知或者電力價(jià)

5、格上升信號(hào)后，改變其固有的用電行為模式，從而減少或者推移某時(shí)段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng)，保障電網(wǎng)穩(wěn)定，并抑制電價(jià)上升的短期行為。需求響應(yīng)的分類需求響應(yīng)激勵(lì)型需求響應(yīng)直接負(fù)荷控制可干擾負(fù)荷控制需求側(cè)競(jìng)價(jià)緊急需求響應(yīng)輔助服務(wù)市場(chǎng)計(jì)劃價(jià)格型需求響應(yīng)分時(shí)電價(jià)實(shí)時(shí)電價(jià)尖峰負(fù)荷電價(jià)用戶對(duì)電力需求做出響應(yīng)減少高峰期需求用戶自主決定消費(fèi)時(shí)間與數(shù)量降低線路損耗需求響應(yīng)的作用1.機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹2.2.建立傳統(tǒng)建立傳統(tǒng)UCUC模型模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計(jì)算及結(jié)果分析5.計(jì)及需求響應(yīng)UC問(wèn)題及數(shù)值分析6.總結(jié)模型建立及求解的過(guò)程1.確立目標(biāo)函數(shù)2.確立約束條件3.求解優(yōu)化模型

6、4.10機(jī)系統(tǒng)測(cè)試5.模型優(yōu)缺點(diǎn)分析目標(biāo)函數(shù)min CT111()(1)TNttttCiiiiiitiTf P ISU II,(1 exp(/)tiiii offiSUX2()tttiiiiiiif PabPc P約束條件1,1,.,NtttiiiI PD tT,max1,1,.,NtttttiilossiI PDPR tT,min,maxtttttiiiiiQIQQI11,() ()0ttti oni oniiXTII10ttiiiPPDR10ttiiiPPUR10ttiiiPPDR系統(tǒng)平衡約束旋轉(zhuǎn)備用約束機(jī)組特性約束1.機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3.3. UCUC解決方法和解

7、決方法和MILPMILP優(yōu)化方法優(yōu)化方法4.MILP法算例計(jì)算及結(jié)果分析5.計(jì)及需求響應(yīng)UC問(wèn)題及數(shù)值分析6.總結(jié)機(jī)組組合啟發(fā)式算法窮舉法優(yōu)先順序法數(shù)學(xué)優(yōu)化算法動(dòng)態(tài)規(guī)劃法拉格朗日松弛算法混合整數(shù)規(guī)劃法混合整數(shù)規(guī)劃法智能優(yōu)化算法到目前為止仍不存在既能全面考慮各種約束，又能獲得理想的運(yùn)算速度和精度的實(shí)用算法引入罰函數(shù)構(gòu)造連續(xù)變量求解工具為L(zhǎng)ingo，快速使用分支界定法最小運(yùn)行、停運(yùn)時(shí)間約束/最大增減出力約束1.機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP4.MILP法算例計(jì)算及結(jié)果分析法算例計(jì)算及結(jié)果分析5.計(jì)及需求響應(yīng)UC問(wèn)題及數(shù)值分析6.總結(jié)MILP

8、MILP法的機(jī)組出力表法的機(jī)組出力表機(jī)組機(jī)組時(shí)段時(shí)段1234567891011121 14554554554554554554554554554554554552 201501502352853854354554554554554553 3115621151301301301301301301301301304 4130821301301301301301301301301301305 500000000130162162806 600000000008007 70000000000008 8000000000038559 900000000000331010000000000000機(jī)組機(jī)組時(shí)

9、段時(shí)段1314151617181920212223241 14554554554554554554554554554554554552 24554554553352853854554554553851851503 3130130130130130130130130130130130874 41301301301301301301301301301301301075 51621301300300301621300006 6683000006800007 70000000000008 80000000000009 90000000000001010000000000000MILPMILP法與啟發(fā)式

10、算法的比較法與啟發(fā)式算法的比較求解該10機(jī)系統(tǒng)的機(jī)組組合問(wèn)題時(shí)，啟發(fā)式算法的運(yùn)行成本比MILP算法高0.18%；計(jì)算時(shí)間方面，啟發(fā)式算法較快。1.機(jī)組組合問(wèn)題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計(jì)算及結(jié)果分析5.5.計(jì)及需求響應(yīng)計(jì)及需求響應(yīng)UCUC問(wèn)題及數(shù)值分析問(wèn)題及數(shù)值分析6.總結(jié)計(jì)入需求響應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),(1 exp(/)tiiii offiSUX,max1,1,.,NtttttiilossiI PDPR tT,min,max, 1,., , 1,.,tttttiiiiiQIQQIiN tT11,() ()0ttti oni oniiXTII10

11、ttiiiPPDR10ttiiiPPUR10ttiiiPPDR111min ()(1)TNttttCiiiiiitiTf P ISU II1,1,.,NtttiitiI PCD tT機(jī)組時(shí)段1234567891011121455455455455455455455455455455455455201501502352853854354554554554554553115621151301301301301301301301301304130821301301301301301301301301301305000000001301621628060000000000800700000000000

12、08000000000038559000000000003310000000000000機(jī)組時(shí)段1314151617181920212223241455455455455455455455455455455455455245545545533528538545545545538518515031301301301301301301301301301301308741301301301301301301301301301301301075162130130030030162130000668030000068000070000000000008000000000000900000000000010000000000000計(jì)及需求響應(yīng)的機(jī)組處理表是否計(jì)及需求響應(yīng)的結(jié)果比較方法方法運(yùn)行總成本運(yùn)行總成本計(jì)算時(shí)間計(jì)算時(shí)間計(jì)入需求響應(yīng)計(jì)入需求響應(yīng)603844.0100s不計(jì)入需求響應(yīng)不計(jì)入需求響應(yīng)623302.190s計(jì)入用戶側(cè)需求響應(yīng)之后，系統(tǒng)的總運(yùn)行成本降低了4%，計(jì)算時(shí)間增加了10s。由此可見，用戶側(cè)需求響應(yīng)能夠有效