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申请/专利权人：华北电力大学

摘要：本发明涉及一种燃煤机组深度调峰的深度调度方法及系统。本发明首先建立了调峰全过程碳排放强度计算模型，在此基础上建立了碳排放交易成本模型，为系统调度低碳性和经济性提供了理论支撑，进而构建目标函数，实现燃煤机组调度，减少燃煤机组深度调峰带来的高能耗和高碳排放，同时改善风电消纳，提升系统综合效益。

主权项：1.一种燃煤机组深度调峰的深度调度方法，其特征在于，包括如下步骤：分别建立燃煤机组每个调峰阶段的碳排放强度计算模型，组成燃煤机组的调峰全过程碳排放强度计算模型；所述调峰阶段包括基本调峰阶段、不助燃深度调峰阶段和助燃深度调峰阶段；基于所述调峰全过程碳排放强度计算模型建立燃煤机组的碳排放交易成本模型；基于碳排放交易成本模型构建以总调峰成本最小为目标的预调度目标函数和深度调度目标函数；确定燃煤机组调度的约束条件；基于所述约束条件求解所述预调度目标函数和深度调度目标函数，对燃煤机组进行预调度和深度调度；所述调峰全过程碳排放强度计算模型为： 其中，Mi,t为燃煤机组i在t时刻的碳排放强度，Pi,max、Pi,a、Pi,b和Pi,c分别为燃煤机组i的最大允许出力、最小技术出力、不助燃下最低稳燃出力和助燃下最低稳燃出力，Pi,t为燃煤机组i在t时刻的功率；Mcoal表示煤耗引起的碳排放强度，Hi为燃煤机组i的供电煤耗，gkWh；Cc为燃煤含碳统计量，％；为CO2的摩尔质量，44gmol；MC为碳的摩尔质量，12gmol；OFPi,t为燃煤机组修正后的碳氧化率，％，Pi,N为燃煤机组i的额定运行功率，MW；Maux表示运行效率下降引起的碳排放强度，Maux＝Hi×1-ζPi,tζPi,N×Cq+Hi×1-εPi,tεPi,N×Cq+αHi×Cq；ζ为锅炉的燃烧效率，％；ε为汽轮机的绝对内效率，％；α为包括减温装置、汽源装置在内的附加装置运行能耗占比，％；Cq为单位电量产生的CO2，tMWh；Msn表示脱硫脱硝引起的碳排放强度，δS为燃煤含硫量，％；ΔηS为机组脱硫效率，％；MS为硫的摩尔质量，32gmol；αS为脱硫能耗比例，％；γN为脱硝能耗比例，％；所述碳排放交易成本模型为：Gi,t＝kc×Pi,tΔt×Mi,t-ζi；其中，Gi,t为燃煤机组i在t时刻的碳排放交易成本；kc为碳排放交易价格；Δt为t-1到t的调度时段间隔，取1h；ζi为机组i的碳排放强度基准值；所述预调度目标函数为： 其中，T为调度周期；N为参与调度的燃煤机组数量；Ui,t为燃煤机组i在t时刻的运行状态，取1为开机，0为停机；Fi,t为燃煤机组i在t时刻的调峰成本；为燃煤机组i在t时刻的启停机成本；K为参与调度的抽蓄机组的数量，为抽蓄机组k在t时刻的调峰成本；Hw,t为t时刻的弃风惩罚成本； 其次，为燃煤机组i在t时刻的煤耗成本；为燃煤机组i在t时刻的磨损成本；为燃煤机组i在t时刻的等离子点火成本；为燃煤机组i在t时刻的SO2和NOx污染成本；为燃煤机组i在t时刻的深度调峰补偿；ai、bi、ci为燃煤机组i的三个煤耗成本系数；Ni为燃煤机组i的转子致裂周次；δi为燃煤机组i的转子磨损系数；Su为燃煤机组的购机成本；VS和VN分别为SO2和NOx向大气的排放量；Sv为单位体积污染排放惩罚成本；为等离子点火装置运行功率；Se为厂用电价；Sc为单位电量补偿费系数；为t时刻抽蓄机组k的抽水功率；Cprice,t为抽蓄机组的上网电价；为抽蓄机组k的启动与停机成本；θ为弃风惩罚成本系数；为实际并网风电功率；Pw,t为风电预测功率；所述深度调度目标函数为： 其中，wt为t时刻的低碳调用系数，TRPS、TDPS和TDPSC分别表示减排目标机组处于基本调峰阶段、不助燃深度调峰和助燃深度调峰阶段所对应的时刻，0≤wb＜wa＜1，所述减排目标机组为N个燃煤机组中碳排放量最大的燃煤机组；所述约束条件包括：燃煤机组功率约束：xi,tPi,x≤Pi,t≤xi,tPi,max；其中，Pi,max、Pi,x分别为第i台燃煤机组的功率上限和下限；xi,t为燃煤机组i的开停机状态，1表示运行状态，0表示停机状态，Pi,t为燃煤机组i在t时刻的功率；燃煤机组开停机时间约束： 其中，分别为燃煤机组i的最小运行与停机时间，表示燃煤机组i的t时刻时的连续运行时间，表示燃煤机组i的t时刻时的连续停机时间；燃煤机组爬坡约束：-αd,iΔT≤Pi,t-Pi,t-1≤αu,iΔT；αd,i和αu.i分别为燃煤机组i向下和向上爬坡的速率，Pi,t-1表示燃煤机组i在t-1时刻的功率；正负旋转备用约束： 其中，Pload,t为系统负荷；Rload和Rw分别为系统负荷和风电预测的旋转备用系数，Pw,t为风电预测功率；抽蓄机组功率约束： 其中，Pg,max和Pg,min分别表示抽蓄机组最大和最小发电功率，Pp,max和Pp,min分别为抽蓄机组最大和最小抽水功率，和分别表示抽蓄机组k发电和抽水工况的布尔变量，和分别表示抽蓄机组k在t时刻的发电功率和抽水功率；抽蓄机组及电站单一工况约束： 其中，Ytg和Ytp分别是表征电站的发电和抽水工况的布尔变量；考虑调频容量预留抽蓄电站水库水位及水位变动约束： 其中，Hmin和Hmax分别为电站上水库水位上限和下限；Ht0和Htend分别为调度周期初始时刻和结束时刻上水库的水位值；γp和γg分别为抽蓄机组抽水和发电水量电量转换系数；系统功率平衡约束： 其中，N为参与调度的燃煤机组数量，K为参与调度的抽蓄机组的数量，Pload,t表示t时刻的负载功率；风电出力约束： 其中，表示t时刻的风电预测功率。

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