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申请/专利权人：国网冀北电力有限公司;国网冀北电力有限公司电力科学研究院;武汉大学

摘要：本发明提出了一种考虑环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新方法。在日前机组组合中，考虑环保限产社会类因素将使得到的最优解更接近实际情况。首先根据城市空气质量指数的预测值，确定对应的天气预警等级。每一天气预警等级都有相应的响应措施。按照机组容量对机组从大到小排序，并基于“上大压小”的原则，选择合适的火电机组满足电网的电力需求。同时，电力系统中部分火电机组属于超低排放机组，无需响应环保部门的环保限产指令。在对火电机组进行分类后，依据天气预警等级，在满足相应的环保限产指令的前提下，通过恰当的机组组合，使得电力生产成本尽可能低、污染物排放尽可能少。

主权项：1.一种基于环保限产信息的日前机组组合模型的火电机组数量更新方法，其特征在于，包括步骤1，采集城市空气质量指数AQI的预测值；AQI指标是环境空气质量指数的缩写，是2012年3月国家发布的新空气质量评价标准，污染物监测为6项：二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5、一氧化碳和臭氧；AQI数据每小时更新一次，AQI在发布时取24小时平均值；步骤2，依据具体的AQI指标预测值，确定城市的天气预警等级；根据AQI指标预测值的不同，共有N级天气预警；具体如下：1α0＜AQI≤α1时，对应1级天气预警；2α1＜AQI≤α2时，对应2级天气预警；……NαN-1＜AQI≤αN时，对应N级天气预警；其中，α0,α1,α2,...,αN为常数，且满足条件：0＜α0＜α1＜α2,...,αN-1＜αN步骤3，依据具体的天气预警等级，采取对应的响应措施：1发布1级天气预警时，启动1级响应；具体的响应措施为：火力发电企业无需强制响应β1＝0；2发布2级天气预警时，启动2级响应；具体的响应措施为：火力发电企业排放总量削减β2以上；……N发布N级天气预警时，启动N级响应；具体的响应措施为：火力发电等行业排放总量削减βN以上；其中，β1,β2,...,βN为常数，且满足条件：β1＜β2,...,βN-1＜βN＜1火电机组的污染物排放量和其发电功率呈近似线性关系，则对应的各等级的响应措施，是发电功率的削减；步骤4，对各火电机组依据装机容量从大到小进行排序；有NG台火电机组；所有火电机组可能的最大出力为 其中，NG火电机组台数，Pg,max为第g台火电机组的出力上限；将火电机组分为两大类，即需要响应环保限产指令的机组和无需响应环保限产指令的机组，分别为N1和N2台，N1、N2满足以下关系：N1+N2＝NG无需响应环保限产指令的机组的最大可能出力为 考虑超低排放发电企业后，首先对N2台火电机组按照装机容量从大到小进行排序，即1,2,...,N2；然后，确定环保限产系数η；因为超低排放机组无需响应环保限产指令，所以在实际分析中其污染物排放量将被忽略；引入环保限产系数η来减小由于忽略超低排放机组污染排放导致的误差；η的取值范围如下： 其中，η的具体值根据实际生产经验得到；步骤5，选择合适的火电机组满足电网的电力需求；为了满足电网对于火电出力的需求，火电机组的总出力需要满足如下关系： 其中，Pneed电网对火电机组出力的最大需求，τ为响应环保限产指令的机组开机的总台数；当天气预警等级为n级时，n＝1,2,...,N，火电厂日前机组组合策略为： 其中，正整数τn为天气预警等级为n级时选择开机的火电机组台数；需要注意的是，当天气预警等级为1级时，τ1＝N2；对于某一天气预警等级n，依据其对应的响应措施，根据上述不等式约束，可以得到考虑环保限产社会因素后选择开机的火电机组台数N'G：N'G＝N1+τn为便于分析，在后续模型中，用N'G代替最初的火电机组总台数NG；步骤6，进行日前机组组合；结合步骤5中得到的更新后的火电机组台数，进行日前机组组合；以火电机组发电成本为目标函数：minC＝C1+C2其中C1、C2分别为燃料成本和启停成本；燃料成本C1的具体形式如下所示： 其中，表示第g台火电机组在t时刻的出力，T为调度周期，ag、bg、cg分别为第g台机组的燃料成本系数；启停成本C2包括开机成本和停机成本两部分，即 具体而言， 其中，cg,u、cg,d分别为第g台机组开、停机成本系数，vt,g表示第g台火电机组在t时刻的运行状态，1表示开机状态，0表示关机状态；约束条件包括出力约束、功率平衡约束、爬坡约束、开机约束和停机约束；1出力约束如下： 其中，分别为第g台机组的最小、最大出力；2功率平衡约束如下： 其中，Pt,load为t时刻的负荷需求；3爬坡约束具体如下： 其中，RUg、RDg分别为第g台机组的向上、向下爬坡速率；SUg、SDg分别为第g台机组的开机、停机爬坡速率；4开机约束如下： 其中，为第g台机组最开始需持续开机时间，为第g台机组最小开机时间；5停机约束如下： 其中，为第g台机组最开始需持续关机时间，为第g台机组最小关机时间。

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