一种中长期电厂交易的电量测算方法与系统与流程

1.本发明属于电力系统调度技术领域，尤其是涉及一种中长期电厂交易的电量测算方法与系统。


背景技术：

2.在电量系统进行交易时调度机构起着至关重要的作用，首先需要保证满足电网实际运行要求，随着新型电力系统的发展，为顺利开展电厂电量直接交易成为一项很重要的工作，提供各个电厂电量交易电量边界，可以更好的进行电厂交易电量进行，更好的保证电网安全稳定运行。
3.当前电力系统发展的进行中，中长期电量交易安全校核工作也逐渐成为主流，对于调度部门安排计划时频繁的中长期交易电量导致其工作越来越繁重，其难点在于每一笔交易电量收到时均需要进行一系列人工校核，有时校核的结果也会导致超发或少发。为了使中长期电量交易安全校核工作更能够有利于调度人员开展及更具指导意义，因此，如果能够在进行人工中长期交易电量校核时提供各个电厂交易电量可行范围，在确保其电网运行方式为满足当前电网运行，其他数据准确度可信的情况下，中长期电厂交易电量上下限测算结果对于调度部分进行校核时更具准确的指导意义。
4.但是，现有技术中，调度机构开展中长期电量交易时，由于缺少中长期电厂电量上下限测算的技术，调度员直接人为依据历史交易电量数据测算当前交易电量数据的方法，无法考虑各级调度机构以及各个电厂的技术要求，难以保证中长期交易电量结果的完成度以及其测算效率无法满足新型电力系统发展的需求。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的旨在提供一种使用方便、测算效率高的中长期电厂交易的电量测算方法；本发明的另一目的旨在提供一种中长期电厂交易的电量测算系统。
6.技术方案：本发明所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法与系统，其特征在于：包括以下步骤：
7.步骤1、获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息以及机组模型信息；
8.步骤2、根据电网最小运行方式、最大运行方式程序将其转换为机组启停状态；
9.步骤3、根据机组维护的最大技术出力与最小技术出力以及设定规则生成机组测算月份的运行上下限出力数据；
10.步骤4、根据调度机构及电厂技术要求生成以最小运行方式、最大运行方式的上下限小时数；
11.步骤5、根据上述数据进行各机组日最大电量和日最小电量，从而完成中长期电厂电量上下限数据的测算；
12.步骤6、从保障电力平衡角度对各个电厂下限测算结果进行校核。
13.其中，所述步骤1中获取的信息包括机组额定容量、最大技术出力、最小技术出力、
是否供热及所属电厂的信息，还包括在满足电网模型以及机组模型的基础上获取针对调度机构的要求以及电厂某月的技术要求进行维护的信息。
14.其中，所述步骤2将其转换为机组启停状态具体操作为通过程序依据设定规则进行默认生成，并在进行生成过程中考虑机组测算月份是否含有检修计划，程序默认生成时将检修机组设置为停机；其具体流程为先设定开机停机规则，通过获取到的机组检修信息计算获得开停机的数据，根据开停机的数据转换机组的启停状态。
15.其中，所述步骤5中机组日最大电量和日最小电量通过最小运行方式、最大运行方式及机组运行上下限进行测算；所述机组日最大电量和日最小电量与最小运行方式、最大运行方式及机组运行上下限之间的关系为：
16.e
u_max
＝(p
h_max
·hmax
+p
h_min
·hmin
+p
normal
·hlevel
·
α
ratio
)
·ustate
；
17.e
u_min
＝(p
h_max
·hmax
+p
h_min
·hmin
)
·ustate
18.其中，e
u_max
为机组日最大发电量，e
u_min
为机组日最小发电量；h
min
为机组运行出力上限；p
h_min
为机组运行出力下限；p
normal
为机组额定容量；h
max
为机组出力处在运行上限是运行小时数；h
min
为机组出力处在运行下限是运行小时数；h
level
为机组出力运行在平峰时段数；α
ratio
为机组负荷率；u
state
为机组启停状态，1为开机，0为停机。
19.其中，所述步骤5中中长期电厂电量上下限数据通过机组测算出力的日最大电量和日最小电量数据，依据机组与电厂所属关系以及所需要测算的月份或年度进行确定；中长期电厂电量上下限数据与机组测算出力的日最大电量、日最小电量数据之间的关系为：
[0020][0021][0022]
其中，p
lant_max
为电厂电量上限测算数据；p
lant_min
为电厂电量下限测算数据；n为电厂包含的机组数量。
[0023]
其中，所述步骤6中对电厂电量下限测算数据的校核包含评估最小开机方式下最大发电电力、计算分询最大负荷预测下最小运行方式是否满足电力平衡要求。
[0024]
其中，所述最小开机方式下最大发电电力满足以下关系：
[0025][0026]
其中，p
p_max
表电厂最大发电电力；c
up_lim
为电厂所属机组出力上限，即机组最大出力。
[0027]
其中，所述计算分询最大负荷预测下最小运行方式是否满足电力平衡要求满足以下关系：其中，计算电力平衡缺口公式如下：
[0028]
p
gap
＝p
load-p
tie-p
new-p
uhv-p
gas-p
ps-p
own-p
tp-p
res
；
[0029]
其中，p
gap
为系统缺口电力数据；p
load
为系统负荷数据；p
tie
为联络线数据；p
new
为新能源预测数据；p
uhv
为特高压电力数据；p
gas
为固定燃气电力数据；p
ps
为固定抽蓄电力数据；p
own
为自备厂电力数据；p
tp
为最小运行方式下火电最大出力之和数据；p
res
为系统预留电力数据部分。
[0030]
其中，所述电力平衡校核结果不通过时需要电力缺口数据进行校正，包括将缺口
电力按照运行最大出力时一定小时数据、按照运行最小出力一定小时数进行计算需要额外增加的下限电量数据，并针对系统需要增加的下限电量数据按照机组运行在最小运行方式下各个电厂剩余开机容量的比例叠加至各个电厂原下限电量之上，得到考虑电力平衡因素之后的各个电厂的电量下限；其中，缺口电量具体计算公式如下：
[0031]qgap
＝p
h_max
·hmax
+p
h_min
·hmin
[0032]
缺口电量分配计算公式如下：
[0033][0034]
其中：q
gap
为系统缺口电量数据，p
e_dis_min
为电厂e分配的缺口电量数据，n为系统内总电厂数量；s
repair
为机组是否检修，0为检修，1为未检修。
[0035]
一种中长期电厂交易的电量测算系统，包括信息采集模块、机组设置模块、电量测算模块、电量校核模块；所述信息采集模块用于获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息、机组模型信息；所述机组设置模块用于根据电网最小运行方式、最大运行方式程序将其转换为机组启停状态；所述电量测算模块用于计算中长期电厂电量上下限数据；所述电量校核模块用于在保障电厂电量下限测算结果满足日常电网运行需求的前提下，对各个电厂下限测算结果进行校核。
[0036]
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著的进步：
[0037]
(1)本发明提出中长期电量测算方法与系统，实现线上进行会签以及电量上报上下限范围限定，更加直观的提示调度员进行电量校核时电量数据是否在电量测算范围内；其次，对电网各类电厂及机组信息进行分类处理，并提供页面以便调度员进行数据维护与操作，减小调度员的工作负担。
[0038]
(2)本发明在系统设置或识别电网最小运方式之后，电量测算算法依据电网运行方式及设置的机组运行小时等数据，进一步计算获取到电厂电量上下限范围；通过利用系统负荷、固定出力等数据，计算得到缺口电量数据；依据剩余开机容量比例分配原则，计算得到电量校核后的电厂下限调整量，叠加至计算出的电厂上下限范围，有助于提高中长期交易校核会签功能的效率及便捷性。
附图说明
[0039]
图1为本发明的机组开停机设置流程示意图；
[0040]
图2为本发明的电厂电量上下限测算具体流程。
具体实施方式
[0041]
如图1所示，本发明中的中长期电厂交易的电量测算方法，包括首先需要获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息、机组模型信息，主要包含机组额定容量、最大技术出力、最小技术出力、是否供热及所属电厂等信息，在获取电网模型以及机组模型的基础上针对调度机构要求以及电厂某月技术要求进行维护相关信息。
[0042]
如图1所述，根据电网最小运行方式、最大运行方式程序将其转换为机组启停状
态。通过程序依据设定规则进行默认生成，并在进行生成过程中考虑机组测算月份是否含有检修计划，程序默认生成时将检修机组设置为停机根据机组维护的最大技术出力与最小技术出力以及设定规则生成一套机组测算月份的运行上下限出力数据。
[0043]
根据调度机构及电厂技术要求生成一套最大运行方式下各机组运行在出力上限时小时数，各机组运行处理下限时运行小数；生成一套最小运行方式下各机组运行在出力上限时小时数，各机组运行处理下限时运行小数；电网最小运行方式、最大运行方式、机组运行上限、机组运行下限以及最小运行方式下各机组运行在上下限的小时数、最大运行方式下个机组运行在上下限的小时数自动生成并由调度员直接或修改确定之后，需要进行各机组运行上下限电量测算工作，包括以下步骤：机组日运行上下限电量获取，通过最小运行方式、最大运行方式及机组运行上下限进行机组日电量上下测算。其具体公式如下：机组日最大电量计算方法：
[0044]eu_max
＝(p
h_max
·hmax
+p
h_min
·hmin
+p
normal
·hlevel
·
α
ratio
)
·ustate
ꢀꢀꢀ
(1)
[0045]
其中，e
u_max
表示机组日最大发电量；h
min
表示机组运行出力上限；p
h_min
表示机组运行出力下限；p
normal
表示机组额定容量；h
max
表示机组出力处在运行上限是运行小时数；h
min
表示机组出力处在运行下限是运行小时数；h
level
表示机组出力运行在平峰时段数；α
ratio
表示机组负荷率；u
state
表示机组启停状态，1表示开机，0表示停机；机组日最小电量计算方法：
[0046]eu_min
＝(p
h_max
·hmax
+p
h_min
·hmin
)
·ustate
ꢀꢀꢀ
(2)
[0047]
其中，e
u_min
表示机组日最小发电量。
[0048]
电厂日电量上、下限获取，通过机组测算出力的日最大电量、日最小电量数据，依据机组与电厂所属关系，获得电厂日电量上限、下限，最后依据所需要测算的月份或年度，获取中长期电厂电量上下限数据。其具体公式如下：
[0049][0050][0051]
其中，p
lant_max
表示电厂电量上限测算数据；p
lant_min
表示电厂电量下限测算数据；n表示电厂包含的机组数量。
[0052]
如图2所示，为保障电厂电量下限测算结果满足日常电网运行需求，从保障电力平衡角度对各个电厂下限测算结果进行校核。若校核不通过时，需要对电厂下限电量进行校正，校正后电量结果作为保障电力平衡的电厂下限电量。电力平衡校核主要包含评估最小开机方式下最大发电电力、计算分询最大负荷预测下最小运行方式是否满足电力平衡要求。电力平衡校核分为两步，第一步为计算最小开机方式下电厂的最大发电电力。其计算公式如下：
[0053][0054]
其中，p
p_max
表电厂最大发电电力；c
up_lim
表示电厂所属机组出力上限，即机组最大出力。
[0055]
第二步为根据分询最大负荷预测数据验证最小运行方式下是否满足电力平衡要
求，其计算电力平衡缺口公式如下：
[0056]
p
gap
＝p
load-p
tie-p
new-p
uhv-p
gas-p
ps-p
own-p
tp-p
res
ꢀꢀꢀ
(6)
[0057]
其中，p
gap
表示系统缺口电力数据；p
load
表示系统负荷数据；p
tie
表示联络线数据；p
new
表示新能源预测数据；p
uhv
表示特高压电力数据；p
gas
表示固定燃气电力数据；p
ps
表示固定抽蓄电力数据；p
own
表示自备厂电力数据；p
tp
表示最小运行方式下火电最大出力之和数据；p
res
表示系统预留电力数据部分。
[0058]
电力平衡校核结果出现电力不平衡时，需要电力缺口数据进行校正，将缺口电力按照运行最大出力时一定小时数据、按照运行最小出力一定小时数进行计算需要额外增加的下限电量数据，并针对系统需要增加的下限电量数据按照机组运行在最小运行方式下各个电厂剩余开机容量的比例叠加至各个电厂原下限电量之上，得到考虑电力平衡因素之后的各个电厂的电量下限。缺口电量具体计算公式如下：
[0059]qgap
＝p
h_max
·hmax
+p
h_min
·hmin
ꢀꢀꢀ
(7)
[0060]
缺口电量分配计算公式如下：
[0061][0062]
其中：q
gap
表示系统缺口电量数据；p
e_dis_min
表示电厂e分配的缺口电量数据；n表示系统内总电厂数量；s
repair
表示机组是否检修，0表示检修，1表示未检修。
[0063]
本发明的技术关键和保护点：本发明提出一种应用于电网运行的中长期电厂交易电量上下限测算方法，首先确定系统中电厂及机组等相关信息；然后对机组进行分类，以便进行机组电量是否固定、调节范围等信息维护；提供页面维护电网最小运行方式、最大运行方式等各类边界数据；利用获取的电网信息、边界数据，通过算法对电厂电量上下限计算测算；然后从电力平衡角度对电厂电量下限测算结果进行校核计算，主要结合各类固定电力数据计算出电力平衡缺口；最后对电力平衡缺口利用校正算法进行数据校正，并将校正后的结果依据剩余装机容量比例叠加至各厂原电量下限之上，最终实现为中长期电厂交易电量上下限测算功能。
[0064]
本发明中的一种中长期电厂交易的电量测算系统，包括信息采集模块、机组设置模块、电量测算模块、电量校核模块；所述信息采集模块用于获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息、机组模型信息；所述机组设置模块用于根据电网最小运行方式、最大运行方式程序将其转换为机组启停状态；所述电量测算模块用于计算中长期电厂电量上下限数据；所述电量校核模块用于在保障电厂电量下限测算结果满足日常电网运行需求的前提下，对各个电厂下限测算结果进行校核。
[0065]
工作流程：中长期电厂电量测算工作开始前，获取电网基本信息包含电厂信息、机组及其具体参数信息，获取电网运行方式及机组检修信息，生成最大运行方式与最小运行方式下机组开停机信息，通过电量测算算法计算出电厂上下限，并结合系统负荷预测电力、固定出力等数据计算出缺口电力数据，并将缺口电力按照电厂剩余开机容量比例叠加至各个电厂测算下限基础之上。给调度人员进行中长期交易时提供各个电厂可进行交易的电量上下限，减轻工作量以及提高工作效率与便捷性。下面通过具体的实例进行详细说明本发
明提供的方法。
[0066]
具体包括：中长期电厂交易电量上下限测算方法应用粒度最广泛的是月度，时间粒度为每天1小时，即时间长度通常为720或744，但计算过程中以天为单位进行电量测算。在进行中长期电量测算时，需要获取电网模型、电网运行方式等数据，并对电网运行方式进行处理，获得机组相关开停机信息。利用电网及机组信息结合电网运行方式，在进行电网最小运行方式维护时，生成对应电网运行方式下的机组开停机信息，以及机组运行小时数。通过计算得到的机组电量上下限，结合各个电厂模型信息，计算得到电厂电量上下限。为保障机组电量下限测算结果满足日常电网运行需求，从保障电力平衡的角度对各电厂电量下限的测算结果进行校核。校核不通过时，需对电厂下限电量进行校正，校正电量作为保障电力平衡的开机电量。结合系统负荷、固定出力、联络线等电力数据计算缺口电力数据。对于缺口电力，需要将其转换成缺口电量并按照各个电厂剩余开机容量计算出各个电厂的电量下限叠加量数据；通过上述方法，生成中长期交易电量测算上下限范围。
[0067]
进行多次中长期交易电量测算功能测试，并将测算结果数据在多次月度交易中进行对比，发现本发明计算的电厂电量上下限范围，交易电量的数据基本均在测算的上下限范围内，明显提高中长期交易校核的快速性，能够让调度员在校核过程中更直观的观察出交易电量是否能够满足当前电网的需求。

技术特征：
1.一种中长期电厂交易的电量测算方法与系统，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息以及机组模型信息；步骤2、根据电网最小运行方式、最大运行方式程序将其转换为机组启停状态；步骤3、根据机组维护的最大技术出力与最小技术出力以及设定规则生成机组测算月份的运行上下限出力数据；步骤4、根据调度机构及电厂技术要求生成以最小运行方式、最大运行方式的上下限小时数；步骤5、根据上述数据进行各机组日最大电量和日最小电量，从而完成中长期电厂电量上下限数据的测算；步骤6、从保障电力平衡角度对各个电厂下限测算结果进行校核。2.根据权利要求1所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述步骤1中获取的信息包括机组额定容量、最大技术出力、最小技术出力、是否供热及所属电厂的信息，还包括在满足电网模型以及机组模型的基础上获取针对调度机构的要求以及电厂某月的技术要求进行维护的信息。3.根据权利要求1所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述步骤2将其转换为机组启停状态具体操作为通过程序依据设定规则进行默认生成，并在进行生成过程中考虑机组测算月份是否含有检修计划，程序默认生成时将检修机组设置为停机；其具体流程为先设定开机停机规则，通过获取到的机组检修信息计算获得开停机的数据，根据开停机的数据转换机组的启停状态。4.根据权利要求1所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述步骤5中机组日最大电量和日最小电量通过最小运行方式、最大运行方式及机组运行上下限进行测算；所述机组日最大电量和日最小电量与最小运行方式、最大运行方式及机组运行上下限之间的关系为：e
u_max
＝(p
h_max
·
h
max
+p
h_min
·
h
min
+p
normal
·
h
level
·
α
ratio
)
·
u
state
；e
u_min
＝(p
h_max
·
h
max
+p
h_min
·
h
min
)
·
u
state
其中，e
u_max
为机组日最大发电量，e
u_min
为机组日最小发电量；h
min
为机组运行出力上限；p
h_min
为机组运行出力下限；p
normal
为机组额定容量；h
max
为机组出力处在运行上限是运行小时数；h
min
为机组出力处在运行下限是运行小时数；h
level
为机组出力运行在平峰时段数；α
ratio
为机组负荷率；u
state
为机组启停状态，1为开机，0为停机。5.根据权利要求1所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述步骤5中中长期电厂电量上下限数据通过机组测算出力的日最大电量和日最小电量数据，依据机组与电厂所属关系以及所需要测算的月份或年度进行确定；中长期电厂电量上下限数据与机组测算出力的日最大电量、日最小电量数据之间的关系为：与机组测算出力的日最大电量、日最小电量数据之间的关系为：其中，p
lant_max
为电厂电量上限测算数据；p
lant_min
为电厂电量下限测算数据；n为电厂包含的机组数量。
6.根据权利要求1所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述步骤6中对电厂电量下限测算数据的校核包含评估最小开机方式下最大发电电力、计算分询最大负荷预测下最小运行方式是否满足电力平衡要求。7.根据权利要求6所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述最小开机方式下最大发电电力满足以下关系：其中，p
p_max
表电厂最大发电电力；c
up_lim
为电厂所属机组出力上限，即机组最大出力；u
state
为机组启停状态，1为开机，0为停机。8.根据权利要求6所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述计算分询最大负荷预测下最小运行方式是否满足电力平衡要求满足以下关系：其中，计算电力平衡缺口公式如下：p
gap
＝p
load-p
tie-p
new-p
uhv-p
gas-p
ps-p
own-p
tp-p
res
；其中，p
gap
为系统缺口电力数据；p
load
为系统负荷数据；p
tie
为联络线数据；p
new
为新能源预测数据；p
uhv
为特高压电力数据；p
gas
为固定燃气电力数据；p
ps
为固定抽蓄电力数据；p
own
为自备厂电力数据；p
tp
为最小运行方式下火电最大出力之和数据；p
res
为系统预留电力数据部分。9.根据权利要求6所述的一种中长期电厂交易的电量测算方法，其特征在于，所述电力平衡校核结果不通过时需要电力缺口数据进行校正，包括将缺口电力按照运行最大出力时一定小时数据、按照运行最小出力一定小时数进行计算需要额外增加的下限电量数据，并针对系统需要增加的下限电量数据按照机组运行在最小运行方式下各个电厂剩余开机容量的比例叠加至各个电厂原下限电量之上，得到考虑电力平衡因素之后的各个电厂的电量下限；其中，缺口电量具体计算公式如下：q
gap
＝p
h_max
·
h
max
+p
h_min
·
h
min
缺口电量分配计算公式如下：其中：q
gap
为系统缺口电量数据，p
e_dis_min
为电厂e分配的缺口电量数据，n为系统内总电厂数量；s
repair
为机组是否检修，0为检修，1为未检修。10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的一种中长期电厂交易的电量测算系统，其特征在于，包括信息采集模块、机组设置模块、电量测算模块、电量校核模块；所述信息采集模块用于获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息、机组模型信息；所述机组设置模块用于根据电网最小运行方式、最大运行方式程序将其转换为机组启停状态；所述电量测算模块用于计算中长期电厂电量上下限数据；所述电量校核模块用于在保障电厂电量下限测算结果满足日常电网运行需求的前提下，对各个电厂下限测算结果进行校核。

技术总结
本发明公开了一种中长期电厂交易的电量测算方法，获取电网中需要进行组织交易的电厂模型信息以及机组模型信息；根据调度机构及电厂技术要求生成以最小运行方式、最大运行方式的上下限小时数；从而完成中长期电厂电量上下限数据的测算；从保障电力平衡角度对各个电厂下限测算结果进行校核；本发明还公开了一种中长期电厂交易的电量测算系统包括信息采集模块、机组设置模块、电量测算模块、电量校核模块。本发明更加直观的提示调度员进行电量校核时电量数据是否在电量测算范围内；其次，对电网各类电厂及机组信息进行分类处理，并提供页面以便调度员进行数据维护与操作，减小调度员的工作负担；有助于提高中长期交易校核会签功能的效率及便捷性。能的效率及便捷性。能的效率及便捷性。


技术研发人员：杨鹏程 庞腊成 涂杉杉 曹荣章 吴炳祥 李利利 彭虎 赵俊婧 昌力 刘俊伟
受保护的技术使用者：国电南瑞南京控制系统有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/9/22