第四講電力系統(tǒng)機(jī)組優(yōu)化組合ppt課件

1、第四講 電力系統(tǒng)機(jī)組優(yōu)化組合黃琦博士電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要內(nèi)容n概述n機(jī)組投運(yùn)問(wèn)題的求解n動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解機(jī)組優(yōu)化組合問(wèn)題電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概述n人類活動(dòng)是有周期性的，用電也有周期性n日負(fù)荷周期、周負(fù)荷周期、季節(jié)性負(fù)荷周期n負(fù)荷周期帶來(lái)了發(fā)電的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題：堅(jiān)持一切機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)付出的代價(jià)是宏大的。n定義：機(jī)組投運(yùn)unit commitment是指將給定的機(jī)組開(kāi)啟、并與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)同步運(yùn)轉(zhuǎn)n為了經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，可以根據(jù)當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷要求將部分機(jī)組退出運(yùn)轉(zhuǎn)。即，

2、根據(jù)當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)間的負(fù)荷需求來(lái)決議投運(yùn)足夠的機(jī)組滿足要求，同時(shí)使機(jī)組起停費(fèi)用最小化n與經(jīng)濟(jì)調(diào)度的區(qū)別：后者假設(shè)曾經(jīng)有N臺(tái)機(jī)組銜接到系統(tǒng)，只是制定一個(gè)經(jīng)濟(jì)的分配方案；而前者更復(fù)雜，假設(shè)N臺(tái)機(jī)組可供調(diào)度，需求根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷情況和負(fù)荷預(yù)測(cè)來(lái)決議哪些機(jī)組參與效力。電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概述-機(jī)組投運(yùn)舉例最經(jīng)濟(jì)的方案是只開(kāi)第一臺(tái)機(jī)組！最經(jīng)濟(jì)的機(jī)組！電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概述1200MW-500MW，步長(zhǎng)50MW1000，三臺(tái)機(jī)組600P從開(kāi)機(jī)到并網(wǎng)需求花一段時(shí)間最小開(kāi)停時(shí)間n人力約束：多臺(tái)機(jī)組不

3、能夠同時(shí)開(kāi)停n啟動(dòng)費(fèi)用冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)機(jī)組投運(yùn)問(wèn)題的求解電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室機(jī)組組合問(wèn)題n機(jī)組組合機(jī)組組合UC是在知系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、水電是在知系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、水電方案、交換方案、燃料方案、網(wǎng)損修正、機(jī)組方案、交換方案、燃料方案、網(wǎng)損修正、機(jī)組形狀的情況下，制定一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)形狀的情況下，制定一段時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)方案和啟停方案，使系統(tǒng)發(fā)電和啟?？傎M(fèi)用轉(zhuǎn)方案和啟停方案，使系統(tǒng)發(fā)電和啟停總費(fèi)用最低。最低。UC本質(zhì)上是一個(gè)優(yōu)化組合問(wèn)題，實(shí)際本質(zhì)上是一個(gè)優(yōu)化組合問(wèn)題，實(shí)際上只需把所調(diào)查的機(jī)組群一切能夠的組合進(jìn)展上只需把所調(diào)查的機(jī)組群一切能夠的

4、組合進(jìn)展比較即能得到最正確的組合方式。但這種一切比較即能得到最正確的組合方式。但這種一切能夠的組合在實(shí)踐問(wèn)題中是一個(gè)天文數(shù)字能夠的組合在實(shí)踐問(wèn)題中是一個(gè)天文數(shù)字.電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室機(jī)組投運(yùn)問(wèn)題的求解n窮舉法brute force method是不適宜的n全部機(jī)組的組合：n對(duì)于M個(gè)時(shí)間間隔，將能夠有 種組合n對(duì)于1天24個(gè)小時(shí)、每小時(shí)一個(gè)間隔、5臺(tái)機(jī)組，能夠的組合有：21N(21)NM356.2 10電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室機(jī)組投運(yùn)問(wèn)題的求解n優(yōu)先級(jí)列表法-Priority list m

5、ethodsn基于一些簡(jiǎn)單的停機(jī)規(guī)那么n經(jīng)過(guò)列舉在各負(fù)荷程度下一切機(jī)組組合n或者比較各機(jī)組的滿負(fù)荷平均費(fèi)用n典型的停機(jī)規(guī)那么：n在每一時(shí)間間隔有負(fù)荷下降時(shí)，確定列表上下一臺(tái)機(jī)組停機(jī)能否會(huì)滿足負(fù)荷以及旋轉(zhuǎn)備用要求n假設(shè)不滿足，該機(jī)組繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)n確定需求下一次啟動(dòng)該機(jī)組的時(shí)間n假設(shè)該時(shí)間小于最小停機(jī)時(shí)間，那么該機(jī)組繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)n比較費(fèi)用來(lái)確定能否投運(yùn)該機(jī)組n后續(xù)H小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用n重開(kāi)機(jī)費(fèi)用電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室機(jī)組投運(yùn)問(wèn)題的求解電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室機(jī)組投運(yùn)問(wèn)題的求解動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解機(jī)組優(yōu)化組合問(wèn)題電

6、力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解機(jī)組優(yōu)化組合問(wèn)題n列舉法維數(shù)太高！動(dòng)態(tài)規(guī)劃法可以大大降低問(wèn)題的維數(shù)n在嚴(yán)厲優(yōu)先排序情況下，N臺(tái)機(jī)組只需N種組合n優(yōu)先級(jí)排序法只需在以下情況下才有能夠產(chǎn)生正確的結(jié)果：電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解機(jī)組優(yōu)化組合問(wèn)題n在動(dòng)態(tài)規(guī)劃法中采用以下假設(shè)：n形狀state是一系列機(jī)組n處于運(yùn)轉(zhuǎn)或停機(jī)形狀n可行的形狀是指投運(yùn)的機(jī)組可以滿足負(fù)荷需求，以及每一時(shí)段的最小容量n沒(méi)有停機(jī)費(fèi)用n開(kāi)機(jī)費(fèi)用與時(shí)間沒(méi)有關(guān)系n每一時(shí)段采用優(yōu)先級(jí)列表n每一時(shí)段都需求有運(yùn)轉(zhuǎn)的最小容量n既

7、可前向運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以反向運(yùn)轉(zhuǎn)n從初始時(shí)辰到最終時(shí)辰，或從最終時(shí)辰到初始時(shí)辰電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解機(jī)組優(yōu)化組合問(wèn)題n前向動(dòng)態(tài)規(guī)劃法Forward DP：電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解機(jī)組優(yōu)化組合問(wèn)題電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室算例#4.1電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室算例#4.1(cont.)電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室算例#4.1(cont.)電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室算例#4.1(cont.)電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室