計及需求響應(yīng)的機組組合優(yōu)化

1、1.機組組合問題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計算及結(jié)果分析5.計及需求響應(yīng)UC問題及數(shù)值分析6.總結(jié)1.1.機組組合問題背景介紹機組組合問題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計算及結(jié)果分析5.計及需求響應(yīng)UC問題及數(shù)值分析6.總結(jié)問題背景 由于我們?nèi)祟惢顒拥闹芷谛杂捎谖覀內(nèi)祟惢顒拥闹芷谛阅曦?fù)荷周期月負(fù)荷周期周負(fù)荷周期日負(fù)荷周期不同機組具有不同不同機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組由于機組的容量的容量范圍，很范圍，很難通過調(diào)節(jié)滿足負(fù)荷變化難通過調(diào)節(jié)滿足負(fù)荷變化機組組合機

2、組組合我們定義機組組合（unit commitment）為將給定的機組開啟、并與電網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)同步運行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)電計劃電計劃，實現(xiàn)，實現(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)濟調(diào)度機組組合機組組合火電計劃水電計劃交換計劃燃料計劃機組組合又超脫于經(jīng)濟調(diào)度，其原因在于：假設(shè)機組組合又超脫于經(jīng)濟調(diào)度，其原因在于：假設(shè)已已經(jīng)有經(jīng)有N N臺機組連接到系統(tǒng)臺機組連接到系統(tǒng)，經(jīng)濟調(diào)度只是，經(jīng)濟調(diào)度只是制定一個

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

4、演變系統(tǒng)實際運行要求的提高和優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展機組爬坡速率約束環(huán)境約束網(wǎng)絡(luò)安全約束市場約束等早期機組組合系統(tǒng)功率平衡約束系統(tǒng)備用約束機組的最大、最小出力約束最小開停機時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，實現(xiàn)，實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的用戶與電網(wǎng)的銜接與互動銜接與互動需求響應(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)的簡稱，是指當(dāng)電力批發(fā)市場價格升高或電力系統(tǒng)的有效性和可靠性受到威脅時，電力用戶在接收到供電商發(fā)出的誘導(dǎo)性減少負(fù)荷的直接補償通知或者電力價

5、格上升信號后，改變其固有的用電行為模式，從而減少或者推移某時段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng)，保障電網(wǎng)穩(wěn)定，并抑制電價上升的短期行為。需求響應(yīng)的分類需求響應(yīng)激勵型需求響應(yīng)直接負(fù)荷控制可干擾負(fù)荷控制需求側(cè)競價緊急需求響應(yīng)輔助服務(wù)市場計劃價格型需求響應(yīng)分時電價實時電價尖峰負(fù)荷電價用戶對電力需求做出響應(yīng)減少高峰期需求用戶自主決定消費時間與數(shù)量降低線路損耗需求響應(yīng)的作用1.機組組合問題背景介紹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法算例計算及結(jié)果分析5.計及需求響應(yīng)UC問題及數(shù)值分析6.總結(jié)模型建立及求解的過程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機系統(tǒng)測試5.模型優(yōu)缺點分析目標(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)備用約束機組特性約束1.機組組合問題背景介紹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法算例計算及結(jié)果分析5.計及需求響應(yīng)UC問題及數(shù)值分析6.總結(jié)機組組合啟發(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，又能獲得理想的運算速度和精度的實用算法引入罰函數(shù)構(gòu)造連續(xù)變量求解工具為Lingo，快速使用分支界定法最小運行、停運時間約束/最大增減出力約束1.機組組合問題背景介紹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法算例計算及結(jié)果分析法算例計算及結(jié)果分析5.計及需求響應(yīng)UC問題及數(shù)值分析6.總結(jié)MILP

8、MILP法的機組出力表法的機組出力表機組機組時段時段1234567891011121 14554554554554554554554554554554554552 201501502352853854354554554554554553 3115621151301301301301301301301301304 4130821301301301301301301301301301305 500000000130162162806 600000000008007 70000000000008 8000000000038559 900000000000331010000000000000機組機組時

9、段時段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機系統(tǒng)的機組組合問題時，啟發(fā)式算法的運行成本比MILP算法高0.18%；計算時間方面，啟發(fā)式算法較快。1.機組組合問題背景介紹2.建立傳統(tǒng)UC模型3. UC解決方法和MILP優(yōu)化方法4.MILP法算例計算及結(jié)果分析5.5.計及需求響應(yīng)計及需求響應(yīng)UCUC問題及數(shù)值分析問題及數(shù)值分析6.總結(jié)計入需求響應(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機組時段1234567891011121455455455455455455455455455455455455201501502352853854354554554554554553115621151301301301301301301301301304130821301301301301301301301301301305000000001301621628060000000000800700000000000

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