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1、第四讲 电力系统机组优化组合,主要内容,概述 机组投运问题的求解 动态规划法求解机组优化组合问题,概述,人类活动是有周期性的，用电也有周期性 日负荷周期、周负荷周期、季节性负荷周期 负荷周期带来了发电的经济问题：保持所有机组运行付出的代价是巨大的。 定义：机组投运（unit commitment）是指将给定的机组开启、并与电网实现互联同步运行 为了经济问题，可以根据当前和将来一段时间内的负荷要求将部分机组退出运行。即，根据当前和未来一段时间的负荷需求来决定投运足够的机组满足要求，同时使机组起停费用最小化 与经济调度的区别：后者假设已经有N台机组连接到系统，只是制定一个经济的分配计划；而前者更复
2、杂，假设N台机组可供调度，需要根据当前负荷情况和负荷预测来决定哪些机组参与服务。,概述-机组投运举例,最经济的方案是只开第一台机组！最经济的机组！,概述,1200MW-500MW，步长50MW 1000，三台机组 600P1000，机组1、2 小于600，机组1,机组投运的约束,首要约束 足够的发电出力满足负荷需求 旋转备用约束 定义：同步连接的机组容量 作用：保护电网由于意外切机 规则：预测负荷需求的某一百分比；或者能补缺系统中最大出力机组的出力，并维持一定时间；需要分布在系统中，以避免拥塞。,备用举例,备用举例,机组投运的约束,热电机组约束 时间约束：慢热效应从开机到并网需要花一段时间最小
3、开停时间 人力约束：多台机组不可能同时开停 启动费用（冷启动、热启动）,机组投运问题的求解,机组组合问题,机组组合（UC）是在已知系统负荷预测、水电计划、交换计划、燃料计划、网损修正、机组状态的情况下，制定一段时间内发电机组的运行计划和启停计划，使系统发电和启停总费用最低。UC本质上是一个优化组合问题，理论上只要把所考察的机组群所有可能的组合进行比较即能得到最佳的组合方式。但这种所有可能的组合在实际问题中是一个天文数字.,机组投运问题的求解,穷举法（brute force method）是不合适的 全部机组的组合： 对于M个时间间隔，将可能有 种组合 对于1天24个小时、每小时一个间隔、5台机
4、组，可能的组合有：,机组投运问题的求解,优先级列表法-Priority list methods 基于一些简单的停机规则 通过列举在各负荷水平下所有机组组合 或者比较各机组的满负荷平均费用 典型的停机规则： 在每一时间间隔有负荷下降时，确定列表上下一台机组停机是否会满足负荷以及旋转备用要求 如果不满足，该机组继续运行 确定需要下一次启动该机组的时间 如果该时间小于最小停机时间，则该机组继续运行 比较费用来确定是否投运该机组 后续H小时运行费用 重开机费用,机组投运问题的求解,机组投运问题的求解,动态规划法求解机组优化组合问题,动态规划法求解机组优化组合问题,列举法维数太高！动态规划法可以大大降
5、低问题的维数 在严格优先排序情况下，N台机组只有N种组合 优先级排序法只有在以下情况下才有可能产生正确的结果：,动态规划法求解机组优化组合问题,在动态规划法中采用以下假设： 状态（state）是一系列机组 处于运行或停机状态 可行的状态是指投运的机组能够满足负荷需求，以及每一时段的最小容量 没有停机费用 开机费用与时间没有关系 每一时段采用优先级列表 每一时段都需要有运行的最小容量 既可前向运行，也可以反向运行 从初始时刻到最终时刻，或从最终时刻到初始时刻,动态规划法求解机组优化组合问题,前向动态规划法（Forward DP）：,动态规划法求解机组优化组合问题,算例#4.1,算例#4.1(cont.),算例#4.1(cont.),算例#4.1(cont.),算例#4.1(cont.),算例#4.1(cont.),算例#4.1(cont.),