基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法、装置及设备与流程

本说明书涉及火电机组调峰优化，尤其是涉及一种基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法、装置及设备。

背景技术：

1、由于用电负荷是不均匀的，在用电高峰时，电网往往超负荷；此时需要投入在正常运行以外的发电火电机组以满足用电需求，这一过程即为调峰。深度调峰就是受电网负荷峰谷差较大影响，发电火电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式，一般深度调峰的负荷率多为40％至30％。

2、火电机组具有在深度调峰低负荷运行时，煤耗成本和单位供电成本均显著上升的技术特性，且大容量高参数的火电机组容量的单位供电成本增幅高于小容量低参数火电机组。目前存量火电机组中，小容量低参数的火电机组数量多，且多为老旧火电机组，其单台火电机组提供的调峰电量少，低负荷运行时煤耗成本较低，碳排放量低。而新建的高技术参数的火电机组，一般具有容量大、技术特性优，单台火电机组能提供的调峰电量大等特点，但其低负荷运行时煤耗成本也会大幅增加，碳排放量高。因此，应探究火电机组基于整体低碳经济目标的优化调度方法。因此，如何降低调峰火电机组整体的运行成本和碳排放量，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本说明书实施例的目的在于提供一种基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法、装置及设备，以降低调峰火电机组整体的运行成本和碳排放量。

2、为达到上述目的，一方面，本说明书实施例提供了一种基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法，包括：

3、获取火电机组在日前阶段的预测净负荷曲线；

4、以所述预测净负荷曲线为输入，以所述火电机组的整体运行成本最低为优化目标，求解所述火电机组的整体运行成本目标函数，以获得所述火电机组的整体运行成本最低时对应的目标计划出力；

5、获取所述火电机组在实时阶段的实际净负荷曲线；

6、以所述目标计划出力和所述实际净负荷曲线为输入，以所述火电机组的整体碳排放量最低为优化目标，求解所述火电机组的整体碳排放量目标函数，以获得所述火电机组的整体碳排放量最低时对应的目标出力；

7、以所述目标出力为控制目标动态调整所述火电机组的实际出力。

8、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组的整体运行成本目标函数包括：

9、

10、其中，n为火电机组台数；t为火电机组调度时段数；为火电机组n在t时段的计划出力；为火电机组在出力为时的整体运行成本；un,t为火电机组n在t时段的启停状态；un,t-1为火电机组n在t-1时段的启停状态；cup,n为火电机组n的启动成本。

11、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述整体运行成本包括：

12、c(p)＝f(p)+mg(p)+nh(p)

13、其中，p为火电机组的运行出力；c(p)为火电机组在出力为p时的整体运行成本；f(p)为火电机组在出力为p下的煤耗成本；g(p)为火电机组在出力为p时的损耗成本；m为g(p)的系数且h(p)为火电机组在出力为p时的投油成本；n为h(p)的系数且pmax为火电机组最大技术出力；pmin为火电机组常规调峰阶段的最小技术出力；pa为火电机组不投油深度调峰阶段的最低稳燃出力；pb为火电机组投油深度阶段的稳燃极限出力。

14、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组在出力为p下的煤耗成本根据以下公式计算得到；

15、f(p)＝(ap2+bp+c)scoal

16、其中，a、b、c为火电机组耗量特性函数的系数；scoal为单位燃煤成本。

17、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组在出力为p时的损耗成本根据以下公式计算得到；

18、

19、其中，nt(p)为中间参数，β为火电机组的实际运行损耗系数；sunit为火电机组的建造成本。

20、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组在出力为p时的投油成本根据以下公式计算得到；

21、h(p)＝qoilsoil

22、其中，qoil为投油深度调峰阶段投入的燃油耗量；soil为单位燃油成本。

23、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述求解所述火电机组的整体运行成本目标函数，包括：

24、在第一约束条件下求解所述火电机组的整体运行成本目标函数；所述第一约束条件包括：

25、

26、其中，y和z均为大于零的常数。

27、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组的整体碳排放量目标函数包括：

28、

29、其中，n为火电机组台数；t为火电机组调度时段数；υ为火电机组单位燃煤的二氧化碳排放量，pn,t为火电机组n在t时段的实际出力；δt为统计周期时长；f(pn,t)为火电机组在实际出力为pn,t下的煤耗成本。

30、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述求解所述火电机组的整体碳排放量目标函数，包括：

31、在第二约束条件下求解所述火电机组的整体碳排放量目标函数；所述第二约束条件包括：火电机组计划出力约束、火电机组实际出力约束、火电机组上下坡速率约束、系统功率平衡约束和系统备用约束。

32、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述计划出力约束包括：

33、

34、其中，为火电机组n在t时段的目标计划出力；pn,t-1为火电机组n在t-1时段的实际出力；pn,up为火电机组最大上坡速率；pn,down为火电机组最大下坡速率；pload,t为t时段系统的实际净负荷。

35、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组实际出力约束包括：

36、pn,min≤pn,t≤pn,max

37、其中，pn,min为火电机组n的最小技术出力，pn,max为火电机组n的最大技术出力。

38、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述火电机组上下坡速率约束包括：

39、

40、其中，pn,t-1为火电机组n在t-1时段的实际出力；pn,up为火电机组最大上坡速率；pn,down为火电机组最大下坡速率；pload,t为t时段系统的实际净负荷。

41、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述系统功率平衡约束包括：

42、

43、其中，pload,t为t时段系统的实际净负荷。

44、本说明书实施例的基于低碳经济目标的火电机组调峰优化方法中，所述系统备用约束包括：

45、

46、其中，pn,max为火电机组n的最大技术出力；γ为系统备用率；pload,t为t时段系统的实际净负荷。

47、另一方面，本说明书实施例还提供了一种基于低碳经济目标的火电机组调峰优化装置，包括：

48、第一获取模块，用于获取火电机组在日前阶段的预测净负荷曲线；

49、第一优化模块，用于以所述预测净负荷曲线为输入，以所述火电机组的整体运行成本最低为优化目标，求解所述火电机组的整体运行成本目标函数，以获得所述火电机组的整体运行成本最低时对应的目标计划出力；

50、第二获取模块，用于获取所述火电机组在实时阶段的实际净负荷曲线；

51、第二优化模块，用于以所述目标计划出力和所述实际净负荷曲线为输入，以所述火电机组的整体碳排放量最低为优化目标，求解所述火电机组的整体碳排放量目标函数，以获得所述火电机组的整体碳排放量最低时对应的目标出力；

52、出力调整模块，用于以所述目标出力为控制目标动态调整所述火电机组的实际出力。

53、另一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行上述方法的指令。

54、另一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行上述方法的指令。

55、另一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行上述方法的指令。

56、由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例，在预先构建出火电机组的整体运行成本目标函数和整体碳排放量目标函数的基础上，在日前阶段以预测净负荷曲线为输入，以火电机组的整体运行成本最低为优化目标，优化求解火电机组的整体运行成本目标函数，以获得火电机组的整体运行成本最低时对应的目标计划出力；在实时阶段，以目标计划出力(目标计划出力实际作为约束条件或约束参数之一)和实际净负荷曲线为输入，以火电机组的整体碳排放量最低为优化目标，求解火电机组的整体碳排放量目标函数，以获得火电机组的整体碳排放量最低时对应的目标出力，最后以目标出力为控制目标动态调整火电机组的实际出力；从而降低了调峰火电机组整体的运行成本和碳排放量。