一种电力系统发电机组检修市场化安排方法

摘要

一种电力系统发电机组检修市场化安排方法，属于计算机技术领域。含有机组检修报价步骤、检修市场出清步骤、电力平衡校核步骤及检修费用结算步骤；本发明的优点是解决现有的电力系统发电机组检修安排不能适应电力市场化发展的问题，建立了利用混合整数规划模型的发电机组市场化检修安排方法，可以提高机组检修安排的公平性、公正性和竞争性，同时也能保证系统的安全裕度和各发电厂商的经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术领域，涉及一种电力系统发电机组检修市场化安排方法。

背景技术

发电机组检修安排是机组组合优化、经济调度优化的基础，直接影响电力系统在未来若干时间内的运行可靠性及经济性。合理安排机组检修能够提高机组及系统的可靠性、延长机组使用寿命、最大化整个系统的效益水平。因此，无论是在管制环境下还是市场环境下，发电机组检修安排始终是一个重要的研究课题。不过市场化改革前后，由于机组检修由调度机构统一安排转化为发电公司安排、ISO 协调，安排目标由仅考虑系统运行转化既要考虑系统运行、又要确保各发电厂商的经济效益，安排模式发生了较大变化。

随着社会工业水平发展及电力体制的变革，电力系统发电机组检修技术和管理模式也发生了重要变化。历史上主要经历了两个阶段：事后故障检修(Correctivemaintenance)和预防性检修(Preventive maintenance)。事后故障检修是指等设备运行出现功能性故障后才对其进行维护管理、更换破损元件，其检修周期不固定、耗时且不经济，不利于设备维持一定可用度，可能导致较为严重的经济损失，同时也威胁着设备和人身安全。该模式出现在第一次产业革命时段，是最早也是最简单的检修模式，随着人们对于设备运行、故障规律的熟悉以及检修理论的发展，其已基本不作为设备的主要检修模式。从第二次产业革命开始，预防性检修成为用于包括发电机组在内的各种机械设备的主要检修模式，是指在设备出现功能性故障前对设备进行维修保养，以降低设备故障率、提高可用度。

当前我国电力系统对发电机组检修安排是在三公调度体系下通过周期性的安排预防性检修来实现的，即由电网公司提前规划机组检修时段，使设备保持良好的技术状态，减少故障、延长使用寿命，并确保在各时段内系统拥有充足备用容量和较高可靠性水平，保证系统的安全、可靠、经济运行。

随着电力工业市场化改革，使得机组检修安排问题变得复杂，涉及众多发电公司、市场主体以及电网公司，特别是涉及到发电公司的核心利益。因而，采用电网公司统一安排机组检修的方式，并没有考虑机组检修的自主决策性，并不能适应市场化发展需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种电力系统发电机组检修市场化安排方法。

一种电力系统发电机组检修市场化安排方法,含有以下步骤：机组检修报价步骤、检修市场出清步骤、电力平衡校核步骤、检修费用结算步骤；

1）、机组检修报价步骤:机组检修报价是各发电机组按照各自希望检修的时段申报自己在此时段检修愿意支付的费用；机组检修报价应该包含可以安排检修的所有时段，即在不同时刻安排检修，机组愿意支付的费用可能不同；没有报价的时段在满足约束的情况下随机安排；

2）、检修市场出清步骤:检修市场出清是根据机组检修报价情况，以所有机组的检修支付费用最大为目标函数，考虑各种检修及安全约束，建立优化模型，并求解优化模型，从而得到最优检修安排；该优化模型为混合整数规划模型，可以采用通用的求解器进行求解；

3）、电力平衡校核步骤:电力平衡校核是将检修市场出清结果作为输入条件，对检修总体时间段内的系统进行电力平衡计算；如果满足电力平衡要求，则进入下一步骤；如果个别时段出现电力不足情况，则减少该时段的系统最大检修容量，从而重新进行检修市场出清，直至满足电力平衡要求；

4）、检修费用结算:检修费用结算即对各机组需支付的检修费用及其他机组检修费用的返还部分进行计算；机组检修费用支付即被安排检修时段自己申报的价格，一台机组支付的检修费用被该时间段所有在役机组按照机组容量进行返还。

本发明的优点是解决现有的电力系统发电机组检修安排不能适应电力市场化发展的问题，建立了利用混合整数规划模型的发电机组市场化检修安排方法，可以提高机组检修安排的公平性、公正性和竞争性，同时也能保证系统的安全裕度和各发电厂商的经济效益。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的流程示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明的限定。

实施例1：如图1所示，一种电力系统发电机组检修市场化安排方法,含有以下步骤：

机组检修报价步骤、检修市场出清步骤、电力平衡校核步骤、检修费用结算步骤；

1）、机组检修报价步骤:机组检修报价是各发电机组按照各自希望检修的时段申报自己在此时段检修愿意支付的费用；机组检修报价应该包含可以安排检修的所有时段，即在不同时刻安排检修，机组愿意支付的费用可能不同；没有报价的时段在满足约束的情况下随机安排；

2）、检修市场出清步骤:检修市场出清是根据机组检修报价情况，以所有机组的检修支付费用最大为目标函数，考虑各种检修及安全约束，建立优化模型，并求解优化模型，从而得到最优检修安排；该优化模型为混合整数规划模型，可以采用通用的求解器进行求解；

3）、电力平衡校核步骤:电力平衡校核是将检修市场出清结果作为输入条件，对检修总体时间段内的系统进行电力平衡计算；如果满足电力平衡要求，则进入下一步骤；如果个别时段出现电力不足情况，则减少该时段的系统最大检修容量，从而重新进行检修市场出清，直至满足电力平衡要求；

4）、检修费用结算:检修费用结算即对各机组需支付的检修费用及其他机组检修费用的返还部分进行计算；机组检修费用支付即被安排检修时段自己申报的价格，一台机组支付的检修费用被该时间段所有在役机组按照机组容量进行返还。

还包括以下步骤：

机组检修报价是各发电机组按照各自希望检修的时段申报自己在此时段检修愿意支付的费用；

假设检修时间单位为

还包括以下步骤：

出清模型的建立和模型求解两个部分，其中模型求解采用通用求解器进行求解；出清优化建模；

建立优化模型之前，需要收集或确定如下参数：

1）第i台机组需安排检修次数

2）第t检修时段系统的检修能力

3）第m个电厂第t检修时段电厂的检修能力

然后构建检修市场出清优化模型如下：

1）优化变量

创建0-1优化变量

2）目标函数

出清优化模型的目标函数如下：

3）约束条件

约束条件包括：

（a）机组检修次数约束，对于每个机组，有：

（b）机组检修时长约束，对于每个机组，从

（c）系统同时检修能力约束，对于每一个检修时段t，都有：

其中：

（d）电厂同时检修能力约束，对于任意电厂m，其包含有

其中：

（e）系统最大容许检修容量，对于每一个检修时段t，都有：

其中：

（f）电厂最大容许检修容量，对于任意电厂m，其包含有

其中：

电力平衡校核步骤，还包括以下步骤：

电力平衡校核是将检修市场出清结果作为输入条件，对检修总体时间段内的系统进行电力平衡计算；如果满足电力平衡要求，则进入下一步骤；如果个别时段出现电力不足情况，则减少该时段的系统最大检修容量，从而重新进行检修市场出清，直至满足电力平衡要求；

电力平衡校核的方法可以采用生产模拟方法，也可以采用系统典型工况进行校核。

修费用结算步骤，还包括以下步骤：

检修费用分成两部分，一部分是机组在检修时段因为检修而支出的费用，另一部分是机组在不检修时段从检修机组那分享的费用分成，

对于第i台机组，第t时刻，第一部分支出费用为

其中：

这部分费用被该时段不在检修状态的机组分享，t时段不在检修状态的机组总容量为

其中：

第j台机组占t时段不检修机组的容量比例为

其中：

则第j台机组t时段从第i台机组支付的检修费用中得到的分成为

如果j=i，有

所以，第i台机组在第t个时段的总收入为：

因而，第i台机组的总收入为：

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。