一种电力系统滚动调度方法、装置和设备与流程

本发明涉及电力优化调度，尤其涉及一种电力系统滚动调度方法、装置和设备。

背景技术：

1、在“双碳”目标下，天然气成为推动我国能源转型的重要力量，其发电量占比逐年提升。但随着天然气系统和电力系统耦合程度的不断加深，天然气系统故障也给电力系统的安全性带来了前所未有的挑战。传统的能量管理系统长期以来主要依赖于电力系统内部的状态变量，如电压、电流和频率等，需要通过实时监控和调整这些状态变量来确保电力系统的安全稳定运行。

2、然而，在当前气电耦合不断加深的背景下，天然气供应的不稳定、天气条件的变化等因素都可能导致燃气机组出力的波动，进而影响到整个电力系统的供电安全。传统的调控方式已无法全面、准确地掌握系统的运行状态，更无法预测和应对可能出现的各种风险。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种电力系统滚动调度方法、装置和设备，能够在保障天然气系统数据隐私的前提下，考虑燃气机组的气压安全约束进行电力系统的滚动调度，确保电力系统的稳定运行和供电安全。

2、为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种电力系统滚动调度方法，所述电力系统与天然气系统存在耦合关系，所述电力系统滚动调度方法包括：

3、接收所述天然气系统的信号，当所述信号中包括用于指示天然气系统故障的预警信号时，获取电力系统的负荷预测曲线；所述预警信号包括预警节点的流量预测曲线、压力预测曲线和压力-流量灵敏度参数；

4、结合所述负荷预测曲线和所述预警信号，根据燃气机组压力安全约束，制定电力系统的实时调度策略并生成燃气机组的耗气量曲线；

5、将所述耗气量曲线发送至天然气系统，执行预设的滚动调度间隔内的实时调度策略，更新所述燃气机组的耗气量曲线，直至所述信号中不包括预警信号。

6、作为上述方案的改进，所述天然气系统具体通过以下步骤生成预警信号：

7、通过扩展卡尔曼滤波实时获取天然气系统中各节点的状态量；

8、根据所述状态量的变化情况，确定压力不足的燃气发电机组，得到预警节点；

9、根据所述预警节点的状态量，通过预测工具或电力反馈中心得到所述预警节点的流量预测曲线；

10、根据所述天然气系统的当前时刻状态和边界条件，得到所述预警节点的压力预测曲线；所述边界条件包括燃气机组的耗气量曲线；

11、根据所述压力预测曲线和管道传输方程在状态量平均值处的线性化，得到所述预警节点的压力-流量灵敏度参数；

12、根据所述流量预测曲线、压力预测曲线和压力-流量灵敏度参数，生成预警信号。

13、作为上述方案的改进，所述根据所述压力预测曲线和管道传输方程在状态量平均值处的线性化，得到所述预警节点的压力-流量灵敏度参数，包括：

14、根据所述压力预测曲线和管道传输方程在状态量平均值处的线性化，建立所述天然气系统的线性时不变模型；

15、基于所述线性时不变模型，通过计算流量延时输入矩阵；其中，为时刻的流量延时输入矩阵；为时刻的状态转移矩阵；为流量输入矩阵；为迭代的总步数；

16、从所述流量延时输入矩阵中选取表示预警节点压力对预警节点流量的响应情况的子矩阵，将所述子矩阵作为预警节点的压力-流量灵敏度参数。

17、作为上述方案的改进，所述燃气机组压力安全约束包括：电力负荷上下限约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、网络传输约束、燃气机组最大功率-压力约束、燃气机组压力-流量约束和燃气机组发电效率约束。

18、作为上述方案的改进，所述结合所述负荷预测曲线和所述预警信号，根据燃气机组压力安全约束，制定电力系统的实时调度策略并生成燃气机组的耗气量曲线，包括：

19、结合所述负荷预测曲线和所述预警信号，以未来预设时间内的发电成本和失负荷成本之和最小为优化目标，以燃气机组压力安全约束作为约束条件，对所有机组的有功出力、所有负荷的实际功率、所有燃气机组的耗气量和所有燃气机组的入口压力进行优化，得到电力系统的实时调度策略；

20、根据对所述所有燃气机组的耗气量和所有燃气机组的入口压力的优化结果，生成燃气机组的耗气量曲线。

21、作为上述方案的改进，所述天然气系统在接收到所述耗气量曲线后，以所述耗气量曲线作为边界条件之一，并根据所述天然气系统的当前状态和其他边界条件确定是否存在压力不足的燃气发电机组，若存在，则生成预警信号发送至所述电力系统；若不存在，认为天然气系统不存在故障，不生成预警信号。

22、本发明实施例还提供了一种电力系统滚动调度装置，所述电力系统与天然气系统存在耦合关系，所述电力系统滚动调度装置包括：

23、信号接收模块，用于接收所述天然气系统的信号，当所述信号中包括用于指示天然气系统故障的预警信号时，获取电力系统的负荷预测曲线；所述预警信号包括预警节点的流量预测曲线、压力预测曲线和压力-流量灵敏度参数；

24、调度策略生成模块，用于结合所述负荷预测曲线和所述预警信号，根据燃气机组压力安全约束，制定电力系统的实时调度策略并生成燃气机组的耗气量曲线；

25、策略执行和迭代模块，用于将所述耗气量曲线发送至天然气系统，执行预设的滚动调度间隔内的实时调度策略，更新所述燃气机组的耗气量曲线，直至所述信号中不包括预警信号。

26、作为上述方案的改进，所述燃气机组压力安全约束包括：电力负荷上下限约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、网络传输约束、燃气机组最大功率-压力约束、燃气机组压力-流量约束和燃气机组发电效率约束。

27、作为上述方案的改进，所述调度策略生成模块，具体用于：

28、结合所述负荷预测曲线和所述预警信号，以未来预设时间内的发电成本和失负荷成本之和最小为优化目标，以燃气机组压力安全约束作为约束条件，对所有机组的有功出力、所有负荷的实际功率、所有燃气机组的耗气量和所有燃气机组的入口压力进行优化，得到电力系统的实时调度策略；

29、根据对所述所有燃气机组的耗气量和所有燃气机组的入口压力的优化结果，生成燃气机组的耗气量曲线。

30、本发明实施例还提供了一种电力系统滚动调度设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的电力系统滚动调度方法。

31、与现有技术相比，本发明公开的一种电力系统滚动调度方法、装置和设备，所述电力系统与天然气系统存在耦合关系，通过接收所述天然气系统的信号，当所述信号中包括用于指示天然气系统故障的预警信号时，获取电力系统的负荷预测曲线；所述预警信号包括预警节点的流量预测曲线、压力预测曲线和压力-流量灵敏度参数；结合所述负荷预测曲线和所述预警信号，根据燃气机组压力安全约束，制定电力系统的实时调度策略并生成燃气机组的耗气量曲线；将所述耗气量曲线发送至天然气系统，执行预设的滚动调度间隔内的实时调度策略，更新所述燃气机组的耗气量曲线，直至所述信号中不包括预警信号。采用本发明实施例，能够在保障天然气系统数据隐私的前提下，考虑燃气机组的气压安全约束进行电力系统的滚动调度，确保电力系统的稳定运行和供电安全。