1.本技术涉及电网数据分析技术领域，尤其涉及一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法及装置。
背景技术：2.为了保证电力系统可靠性，通常电力调度机构会预留较大的开机容量以满足系统备用需求；然而，实际电网输电阻塞严重，部分机组受限于阻塞断面，预留的备用容量如果被调用会导致相关断面出现越限，这部分备用实际上无法提供。而现有的市场出清模型中，无法避免无效备用的产生。为了解决此问题，目前部分省份采用的是基于算法前一次迭代机组组合结果计算实际备用减扣值并考虑到下一次机组组合备用约束中，但这种方法计算过程繁琐、困难，且主观性强。此外，在分区备用方面，对于我国部分省份复杂的电力结构，想要针对机组划分可行有效的分区存在较大难度，市场认可度低，难以推进落实。
技术实现要素：3.本技术的目的在于提供一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法及装置，以实现保证电网可靠性精度的前提下进行资源的最优配置，提高资源利用率。
4.为实现上述目的，本技术提供一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，包括：
5.构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；
6.确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；
7.对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
8.进一步地，所述构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型，包括：
[0009][0010]
式中，n表示机组的总台数；t表示所考虑的总时段数；p
i,t
表示机组i在t时段的出力；c
i,t
(p
i,t
)、分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用，其中机组运行费用c
i,t
(p
i,t
)是与机组申报的各段出力区间和对应能量价格有关的多段线性函数；m为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子，通常为一个亿；化的网络潮流约束松弛罚因子，通常为一个亿；分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；nl为线路总数；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；ns为断面总数。
[0011]
进一步地，所述系统约束还包括系统负荷平衡约束、系统负备用容量约束和系统旋转备用约束；其中，
[0012]
所述建立每个机组的正备用变量约束：
[0013][0014]
式中，α
i,t
表示机组i在t时段的启停状态，α
i,t
＝0表示机组停机，α
i,t
＝1表示机组开机；为机组i在t时段的最大出力；pr
i,t
表示机组i在t时刻所能提供的最大有效备用；为t时段的系统正备用容量要求；
[0015]
建立每个时段t的负荷平衡约束：
[0016][0017]
式中，p
i,t
表示机组i在t时段的出力，t
j,t
表示联络线j在时段t的计划功率，且送入为正、输出为负，nt为联络线总数，d
t
为t时段的系统负荷；
[0018]
建立所述系统负备用容量约束：
[0019][0020]
式中，为机组i在t时段的最小出力；为t时段的系统负备用容量要求；
[0021]
建立所述系统旋转备用约束：
[0022][0023][0024]
式中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率；为机组i最大下爬坡速率；分别是机组i在t时段的最大、最小出力；分别为t时段上调、下调旋转备用要求。
[0025]
进一步地，确定所述机组约束包括：
[0026]
确定机组出力上下限约束：
[0027][0028]
若机组停机，α
i,t
＝0，则通过该约束条件可以将机组出力限定为0；当机组开机时，α
i,t
＝1，该约束条件为常规的出力上下限约束；
[0029]
确定机组爬坡约束：
[0030][0031][0032]
式中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率；
[0033]
确定机组最小连续开停时间约束：
[0034][0035][0036]
式中，α
i,t
为机组i在t时段的启停状态；tu、td为机组的最小连续开机时间和最小连续停机时间；为机组i在t时段时已经连续开机的时间和连续停机的时间，可用状态变量α
i,t
(i＝1～n,t＝1～t)来表示：
[0037][0038][0039]
确定机组最大启停次数约束：
[0040]
定义启动与停机的切换变量，定义η
i,t
为机组i在t时段是否切换到启动状态；定义γ
i,t
表示机组i在t时段是否切换到停机状态，η
i,t
、γ
i,t
满足如下条件：
[0041][0042][0043]
相应机组i的启停次数限制则为：
[0044][0045][0046]
式中，分别为机组i的最大启动和停机次数；
[0047]
其中，η
i,t
、γ
i,t
满足：
[0048][0049]
确定机组电量约束：
[0050][0051]
式中，t表示所考虑的时段总数；t0为计划周期内一个时段的时间长度，若每天考虑96个时段，则每个时段为15分钟，即t0＝0.25(小时)；分别为机组i的最大、最小电量；
[0052]
确定机组指定状态约束，包括检修状态、指定开停机和指定出力。
[0053]
进一步地，确定所述机组约束还包括确定机组运行状态与备用变量耦合约束，包括：
[0054]
若不考虑启停曲线，则建立以下约束：
[0055][0056]
若考虑启停曲线，则建立以下约束：
[0057][0058]
式中，ud为启动过程持续时间，计算到最小出力；dd为停机过程持续时间，从最小出力开始计算；β
i,t
和γ
i,t
分别是表示机组启动和停机的0-1变量。
[0059]
进一步地，确定所述机组群约束包括：
[0060]
确定机组群出力上下限约束：
[0061][0062]
式中，为机组群j在时段t的最大、最小出力；
[0063]
确定机组群电量约束：
[0064][0065]
式中，t0＝96为d日的总时段数，为机组群j在d日的电量上限。
[0066]
进一步地，确定所述网络约束，包括：
[0067]
确定线路潮流约束：
[0068][0069]
式中，p
lmax
为线路l的潮流传输极限；g
l-i
为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；g
l-j
为联络线j所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；k为系统的节点数量；g
l-k
为节点k对线路l的发电机输出功率转移分布因子；d
k,t
为节点k在t时段的母线负荷值；分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；
[0070]
确定断面潮流约束：
[0071][0072]
式中，p
smin
、p
smax
分别为断面s的潮流传输极限；g
s-i
为机组i所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-j
为联络线j所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-k
为节点k对断面s的发电机输出功率转移分布因子；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；
[0073]
确定备用网络安全约束：
[0074][0075][0076]
式中，分别代表正向和反向高于灵敏度阈值的转移分布因子。
[0077]
进一步地，所述进行机组运行费用建模，包括：
[0078]
确定机组出力：
[0079][0080][0081]
式中，m为机组报价总段数，p
i,t,m
为机组i在t时段第m个出力区间中的中标电力，分别为机组i申报的第m个出力区间上、下界；
[0082]
确定机组运行费用：
[0083][0084]
式中，m为机组报价总段数，c
i,t,m
为机组i在t时段申报的第m个出力分段对应的能量价格；
[0085]
确定机组启动费用：
[0086][0087]
式中，为机组i的单次启动费用。
[0088]
进一步地，所述对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量，包括：
[0089]
当目标模型输出不收敛时，按预设条件降低正备用需求并返回目标模型的求解过程，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
[0090]
本技术还提供一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定装置，包括：
[0091]
模型构建单元，用于构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；
[0092]
约束构建单元，用于确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；
[0093]
求解单元，用于对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
[0094]
相对于现有技术，本技术的有益效果在于：
[0095]
1)本技术可以准确算出每个机组所能提供的有效备用值，为电网的安全稳定运行提供了进一步的保障。
[0096]
2)本技术没有新增0-1变量，对计算效率影响较小，因此该方法易于推广，对于大规模系统具有工程实践价值。
[0097]
3)本技术仅改造部分变量约束，对现有出清框架改动较小，技术兼容性高。
附图说明
[0098]
为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0099]
图1是本技术某一实施例提供的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法的流程示意图；
[0100]
图2是本技术某一实施例提供的线路容量分配原理图；
[0101]
图3是本技术某一实施例提供的步骤s30的子步骤的流程示意图；
[0102]
图4是本技术某一实施例提供的考虑电网阻塞的有效备用容量确定装置的结构示意图。
具体实施方式
[0103]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0104]
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
[0105]
应当理解，在本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0106]
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0107]
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0108]
请参阅图1，本技术某一实施例提供一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法。如图1所示，该考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法包括步骤s10至步骤s30。各步骤具体如下：
[0109]
s10、构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；
[0110]
s20、确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；
[0111]
s30、对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
[0112]
为了保证电力系统可靠性，通常电力调度机构会预留较大的开机容量以满足系统备用需求；然而，实际电网输电阻塞严重，部分机组受限于阻塞断面，预留的备用容量如果
被调用会导致相关断面出现越限，这部分备用实际上无法提供。现在存在两种手段解决该问题：第一种是构建分区备用，将机组分区，对分区内的机组所能提供的备用单独考虑。第二种是经过多次迭代，每次迭代时将上一次计算中产生的无效备用值叠加到这次备用需求中，但这些方式往往容易引起较大误差，因此为了有效的计算出系统的备用需求量，本实施例提供了一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法。
[0113]
为了帮助理解，首先解释机组备用受限的物理意义。请参阅图2，图2提供了某一场景下的线路容量分配原理图，如图2所示，节点4和节点3分别200和300的负荷。灵敏度矩阵如下，矩阵左侧的行标签代表线路号，其中节点3为平衡机：
[0114][0115]
进一步地，机组出力情况如下表1所示：
[0116]
表1机组出力分布
[0117]
机组功率正常逻辑下的备用节点2所在机组g121159节点3所在机组g227228节点4所在机组g317183
[0118]
线路潮流情况如下表2所示：
[0119]
表2线路潮流分布
[0120]
线路潮流3214.666666666666721242.66666666666731257.3333333333334217
[0121]
根据上表可知，g3机组在正常的备用计算逻辑下，所能提供的有效备用是200-17＝183mw。但实际上g3机组由于线路42的影响，功率达到150mw后就会导致线路42达界。因此，仅考虑线路42对机组g3的影响情况下，g3最大的有效备用应该为150-17＝123mw。但实际上，线路32也会限制机组g3所能提供的有效备用，考虑线路32的影响之后，g3所能提供的最大有效备用应该为(14.66667+15)/0.6666667＝44.5mw。因此g3所能提供的最大有效备用为44.5mw。
[0122]
进一步地，在执行步骤s10时，首先需要构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型，结果如下：
[0123][0124]
式中，n表示机组的总台数；t表示所考虑的总时段数；p
i,t
表示机组i在t时段的出力；c
i,t
(p
i,t
)、分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用，其中机组运行费用c
i,t
(p
i,t
)是与机组申报的各段出力区间和对应能量价格有关的多段线性函数；m为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子，通常为一个亿；清优化的网络潮流约束松弛罚因子，通常为一个亿；分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；nl为线路总数；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；ns为断面总数。
[0125]
建立好模型后，接下来需要确定安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；
[0126]
其中，所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束。
[0127]
在一个具体地实施例中，对各个约束的内容进行详细阐述：
[0128]
1)系统约束：
[0129]
1.1)系统负荷平衡约束。
[0130]
建立每个时段t的负荷平衡约束：
[0131][0132]
式中，p
i,t
表示机组i在t时段的出力，t
j,t
表示联络线j在时段t的计划功率，且送入为正、输出为负，nt为联络线总数，d
t
为t时段的系统负荷。
[0133]
1.2)系统正备用容量约束。
[0134]
在确保系统功率平衡的前提下，为了防止系统负荷预测偏差以及各种实际运行事故带来的系统供需不平衡波动，一般整个系统需要留有一定的容量备用，即需要保证每天的总开机容量满足系统的最小备用容量。
[0135]
具体地，建立每个机组的正备用变量约束：
[0136][0137]
式中，α
i,t
表示机组i在t时段的启停状态，α
i,t
＝0表示机组停机，α
i,t
＝1表示机组开机；为机组i在t时段的最大出力；pr
i,t
表示机组i在t时刻所能提供的最大有效备用；为t时段的系统正备用容量要求。
[0138]
1.3)系统负备用容量约束。
[0139]
建立系统负备用容量约束：
[0140][0141]
式中，为机组i在t时段的最小出力；为t时段的系统负备用容量要求。
[0142]
1.4)系统旋转备用约束。
[0143]
各个时段机组出力的上调能力总和与下调能力总和需满足实际运行的上调、下调旋转备用要求。
[0144]
具体地，建立所述系统旋转备用约束：
[0145][0146][0147]
式中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率；为机组i最大下爬坡速率；分别是机组i在t时段的最大、最小出力；分别为t时段上调、下调旋转备用要求。
[0148]
2)机组约束：
[0149]
2.1)机组出力上下限约束。
[0150]
机组的出力应该处于其最大/最小技术出力范围之内，其约束条件可以描述为：
[0151][0152]
若机组停机，α
i,t
＝0，则通过该约束条件可以将机组出力限定为0；当机组开机时，α
i,t
＝1，该约束条件为常规的出力上下限约束。
[0153]
2.2)机组爬坡约束。
[0154]
机组上爬坡或下爬坡时，均应满足爬坡速率要求。爬坡约束可描述为：
[0155][0156][0157]
式中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率。
[0158]
需要说明的是，机组升降出力约束由几方面因素决定：
[0159]
当机组处于正常运行状态时，机组的升降出力范围由δp
iu
、δp
id
决定；
[0160]
当机组处于开启时刻时，机组的升降出力范围由机组的允许开机速率(此处为)决定；
[0161]
当机组处于关停时刻时，机组的升降出力范围由机组的允许停机速率(此处为)决定。
[0162]
2.3)机组最小连续开停时间约束。
[0163]
由于火电机组的物理属性及实际运行需要，要求火电机组满足最小连续开机/停机时间。
[0164]
具体地，确定机组最小连续开停时间约束：
[0165][0166][0167]
式中，α
i,t
为机组i在t时段的启停状态；tu、td为机组的最小连续开机时间和最小连续停机时间；为机组i在t时段时已经连续开机的时间和连续停机的时间，可用状态变量α
i,t
(i＝1～n,t＝1～t)来表示：
[0168][0169][0170]
2.4)机组最大启停次数约束。
[0171]
定义启动与停机的切换变量，定义η
i,t
为机组i在t时段是否切换到启动状态；定义γ
i,t
表示机组i在t时段是否切换到停机状态，η
i,t
、γ
i,t
满足如下条件：
[0172][0173][0174]
相应机组i的启停次数限制则为：
[0175][0176][0177]
式中，η
imax
、γ
imax
分别为机组i的最大启动和停机次数；
[0178]
其中，η
i,t
、γ
i,t
满足：
[0179][0180]
2.5)机组电量约束。
[0181]
具体地，机组电量约束可以描述为：
[0182][0183]
式中，t表示所考虑的时段总数；t0为计划周期内一个时段的时间长度，若每天考虑96个时段，则每个时段为15分钟，即t0＝0.25(小时)；q
imax
、q
imin
分别为机组i的最大、最小电量；
[0184]
2.6)确定机组指定状态约束，包括检修状态、指定开停机和指定出力。
[0185]
2.7)机组运行状态与备用变量耦合约束。
[0186]
机组停机时，无法提供备用，因此pr
i,t
应当与机组的运行状态存在耦合关系，即：
[0187][0188]
此外，pr
i,t
的上限约束应当小于机组最大出力与实际出力，即应当满足以下约束：
[0189]
[0190]
将以上公式可以合二为一，得到：
[0191][0192]
若不考虑启停曲线，则按照该公式建立约束。
[0193]
需要说明的是，各地电力现货市场运行阶段不同，有些电力市场暂时未考虑机组的启停曲线，有些已经考虑了机组的启停曲线。机组的启停曲线是指机组从停机状态开到指定出力需要走特定的出力曲线，是符合机组物理运行特性的出力曲线。如果考虑启停曲线的备用建模，则建立以下约束：
[0194][0195]
式中，ud为启动过程持续时间，计算到最小出力；dd为停机过程持续时间，从最小出力开始计算；β
i,t
和γ
i,t
分别是表示机组启动和停机的0-1变量。
[0196]
3)机组群约束：
[0197]
3.1)机组群出力上下限约束。
[0198]
机组群的出力应该处于其最大/最小出力范围之内，因此确定机组群出力上下限约束为：
[0199][0200]
式中，为机组群j在时段t的最大、最小出力。
[0201]
3.2)机组群电量约束。
[0202]
部分受限于一次能源供应约束机组群，其在日前电能量市场的中标电量应满足该机组群电量上限约束。具体地，确定机组群电量约束为：
[0203][0204]
式中，t0＝96为d日的总时段数，为机组群j在d日的电量上限。
[0205]
4)网络约束：
[0206]
4.1)确定线路潮流约束：
[0207][0208]
式中，p
lmax
为线路l的潮流传输极限；g
l-i
为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；g
l-j
为联络线j所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；k为系统的节点数量；g
l-k
为节点k对线路l的发电机输出功率转移分布因子；d
k,t
为节点k在t时段的母线负荷值；分别为线路l的正、反向潮流松弛变量。
[0209]
4.2)确定断面潮流约束：
[0210]
[0211]
式中，p
smin
、p
smax
分别为断面s的潮流传输极限；g
s-i
为机组i所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-j
为联络线j所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-k
为节点k对断面s的发电机输出功率转移分布因子；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量。
[0212]
4.3)确定备用网络安全约束：
[0213]
在考虑备用网络安全约束的时候，正向灵敏度的机组和反向灵敏度的机组分别添加，即用以下公式建立约束：
[0214][0215][0216]
式中，分别代表正向和反向高于灵敏度阈值的转移分布因子。
[0217]
需要说明，当考虑上式的备用网络安全约束时，断面正向达界和反向达界所关联的备用变量只会加重当前断面对正向或反向的潮流。因此，这种情况下可以不用去添加原有的网络安全约束。
[0218]
作为优选地，在新建备用网络安全约束时，需要筛选并注意所对应的灵敏度大小是否在灵敏度阈值之上，而灵敏度阈值的取值范围通常为0.1到0.2之间。为了精简处理，这里的罚因子仅添加对应的正向越限罚因子与反向越限的罚因子。
[0219]
当建立了上述约束后，在一个具体实施例中，还需要对机组运行费用进行建模，包括：
[0220]
确定机组出力：
[0221][0222][0223]
式中，m为机组报价总段数，p
i,t,m
为机组i在t时段第m个出力区间中的中标电力，分别为机组i申报的第m个出力区间上、下界。
[0224]
确定机组运行费用：
[0225][0226]
式中，m为机组报价总段数，c
i,t,m
为机组i在t时段申报的第m个出力分段对应的能量价格。
[0227]
确定机组启动费用：
[0228][0229]
式中，为机组i的单次启动费用。
[0230]
s30、对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
[0231]
请参阅图3，在执行步骤s30时，当目标模型输出不收敛时，按预设条件降低正备用需求并返回目标模型的求解过程，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。其中，本实施例的预设条件可以根据实际情况设定，以确定每次降低正备用需求的大小，此处不作任何限定。
[0232]
综上所述，本技术实施例提供的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，可以作为适用于大规模电网且阻塞严重时的有效备用计算手段。该方法可以准确算出每个机组所能提供的有效备用值，为电网的安全稳定运行提供了进一步的保障。同时，由于计算过程没有新增0-1变量，对计算效率影响较小，对于大规模系统具有工程实践价值。并且，该方法仅改造部分变量约束，对现有出清框架改动较小，技术兼容性高。
[0233]
请参阅图4，本技术某一实施例还提供一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定装置，包括：
[0234]
模型构建单元01，用于构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；
[0235]
约束构建单元02，用于确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；
[0236]
求解单元03，用于对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
[0237]
可以理解的是，本实施例提供的该装置用于执行如上述任一项实施例所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，并实现与其相同的技术效果，此处不再进一步赘述。
[0238]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分仅仅为一种逻辑功能划分，在实际应用中对其实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或页面组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
[0239]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0240]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0241]
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0242]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，包括：构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。2.根据权利要求1所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，所述构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型，包括：式中，n表示机组的总台数；t表示所考虑的总时段数；p
i,t
表示机组i在t时段的出力；c
i,t
(p
i,t
)、分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用，其中机组运行费用c
i,t
(p
i,t
)是与机组申报的各段出力区间和对应能量价格有关的多段线性函数；m为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子，通常为一个亿；的网络潮流约束松弛罚因子，通常为一个亿；分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；nl为线路总数；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；ns为断面总数。3.根据权利要求2所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，所述系统约束还包括系统负荷平衡约束、系统负备用容量约束和系统旋转备用约束；其中，所述建立每个机组的正备用变量约束：式中，α
i,t
表示机组i在t时段的启停状态，α
i,t
＝0表示机组停机，α
i,t
＝1表示机组开机；为机组i在t时段的最大出力；pr
i,t
表示机组i在t时刻所能提供的最大有效备用；为t时段的系统正备用容量要求；建立每个时段t的负荷平衡约束：式中，p
i,t
表示机组i在t时段的出力，t
j,t
表示联络线j在时段t的计划功率，且送入为正、输出为负，nt为联络线总数，d
t
为t时段的系统负荷；建立所述系统负备用容量约束：式中，为机组i在t时段的最小出力；为t时段的系统负备用容量要求；建立所述系统旋转备用约束：
式中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率；为机组i最大下爬坡速率；分别是机组i在t时段的最大、最小出力；分别为t时段上调、下调旋转备用要求。4.根据权利要求3所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，确定所述机组约束包括：确定机组出力上下限约束：若机组停机，α
i,t
＝0，则通过该约束条件可以将机组出力限定为0；当机组开机时，α
i,t
＝1，该约束条件为常规的出力上下限约束；确定机组爬坡约束：确定机组爬坡约束：式中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率；确定机组最小连续开停时间约束：确定机组最小连续开停时间约束：式中，α
i,t
为机组i在t时段的启停状态；t
u
、t
d
为机组的最小连续开机时间和最小连续停机时间；为机组i在t时段时已经连续开机的时间和连续停机的时间，可用状态变量α
i,t
(i＝1～n,t＝1～t)来表示：(i＝1～n,t＝1～t)来表示：确定机组最大启停次数约束：定义启动与停机的切换变量，定义η
i,t
为机组i在t时段是否切换到启动状态；定义γ
i,t
表示机组i在t时段是否切换到停机状态，η
i,t
、γ
i,t
满足如下条件：
相应机组i的启停次数限制则为：相应机组i的启停次数限制则为：式中，分别为机组i的最大启动和停机次数；其中，η
i,t
、γ
i,t
满足：确定机组电量约束：式中，t表示所考虑的时段总数；t0为计划周期内一个时段的时间长度，若每天考虑96个时段，则每个时段为15分钟，即t0＝0.25(小时)；分别为机组i的最大、最小电量；确定机组指定状态约束，包括检修状态、指定开停机和指定出力。5.根据权利要求4所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，确定所述机组约束还包括确定机组运行状态与备用变量耦合约束，包括：若不考虑启停曲线，则建立以下约束：若考虑启停曲线，则建立以下约束：式中，ud为启动过程持续时间，计算到最小出力；dd为停机过程持续时间，从最小出力开始计算；β
i,t
和γ
i,t
分别是表示机组启动和停机的0-1变量。6.根据权利要求5所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，确定所述机组群约束包括：确定机组群出力上下限约束：式中，为机组群j在时段t的最大、最小出力；确定机组群电量约束：
式中，t0＝96为d日的总时段数，为机组群j在d日的电量上限。7.根据权利要求4所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，确定所述网络约束，包括：确定线路潮流约束：式中，p
lmax
为线路l的潮流传输极限；g
l-i
为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；g
l-j
为联络线j所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；k为系统的节点数量；g
l-k
为节点k对线路l的发电机输出功率转移分布因子；d
k,t
为节点k在t时段的母线负荷值；分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；确定断面潮流约束：式中，p
smin
、p
smax
分别为断面s的潮流传输极限；g
s-i
为机组i所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-j
为联络线j所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-k
为节点k对断面s的发电机输出功率转移分布因子；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；确定备用网络安全约束：确定备用网络安全约束：式中，分别代表正向和反向高于灵敏度阈值的转移分布因子。8.根据权利要求1所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，所述进行机组运行费用建模，包括：确定机组出力：确定机组出力：式中，m为机组报价总段数，p
i,t,m
为机组i在t时段第m个出力区间中的中标电力，分别为机组i申报的第m个出力区间上、下界；
确定机组运行费用：式中，m为机组报价总段数，c
i,t,m
为机组i在t时段申报的第m个出力分段对应的能量价格；确定机组启动费用：式中，为机组i的单次启动费用。9.根据权利要求1所述的考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法，其特征在于，所述对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量，包括：当目标模型输出不收敛时，按预设条件降低正备用需求并返回目标模型的求解过程，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。10.一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定装置，其特征在于，包括：模型构建单元，用于构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；约束构建单元，用于确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；求解单元，用于对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。
技术总结本申请公开了一种考虑电网阻塞的有效备用容量确定方法及装置，该方法包括：构建不考虑正备用约束的安全约束机组组合模型；确定所述安全约束机组组合模型的约束条件，并进行机组运行费用建模，生成目标模型；所述约束条件包括系统约束、机组约束、机组群约束及网络约束；所述系统约束包括建立每个机组的正备用变量约束；对所述目标模型进行求解，直至目标模型收敛，得到有效备用容量。本申请通过改变出清模型的部分变量约束，能够准确算出每个机组所能提供的有效备用值，为电网的安全稳定运行提供了进一步的保障。提供了进一步的保障。提供了进一步的保障。
技术研发人员：陈卉灿 潮铸 段秦尉 何祥针 包博 唐旭辰 谢祥中 汪洋 赖晓文 苏向阳
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司电力调度控制中心
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
