适应多种电力优化调度场景的通用建模方法及系统与流程

本发明属于电力系统优化调度，更具体地，涉及一种适应多种电力优化调度场景的高可靠性通用建模方法及系统。

背景技术：

1、电力优化调度是电力系统的管理的核心任务之一，通过优化调度，可以降低电力系统的运行成本，同时提高电网的安全性和可靠性。电力优化调度作为一个典型的混合整数线性规划问题，可以通过启发式算法、精确数学建模求解算法、人工智能算法等途径求解，但通过数学建模求解可以得到精确解，并且结果具备可解释性，因此应用最为广泛。

2、现有技术文件1(cn 113568988 b)公开了电力现货市场出清的边界数据管理方法、装置和系统，包括对出清边界初始数据进行数据分类管理，得到出清边界分类数据；对出清边界分类数据进行数据校验和预出清处理，确定异常结果和目标出清边界数据；对异常结果自动化深入分析和逐层归因，定位边界数据异常点，得到异常数据分析信息；将异常数据分析信息和目标出清边界数据发送到电力现货系统。其不足之处在于，用预出清来识别边界数据是否合理需要耗费大量时间，难以满足诸如实时优化调度场景计算速度的需要。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种适应多种电力优化调度场景的高可靠性通用建模方法，通过完备的边界数据校验、通用的基础模型构建和实际的场景模型生成实现高效、可靠建模，满足多种电力优化调度场景的使用需求。

2、本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面提供了一种适应多种电力优化调度场景的通用建模方法，包括以下步骤：

3、s1：构建各种电力优化调度场景通用的发电优化调度核心模型；

4、s2：构建边界数据校验与修正模块，用于开展优化计算边界数据校验，按照预先设置的规则修正边界错误；

5、s3：按照规范化原则构建算法交互接口，按照最小化、通用化原则构建约束建模接口；

6、s4：基于步骤s1获得的发电优化调度核心模型，导入步骤s2经过校验和修正的边界数据，以及步骤s3获得的算法交互接口、约束建模接口，构建发电优化调度通用模型；

7、s5：针对各种电力优化调度场景，构建独立的目标函数，并基于在步骤s4获得的发电优化调度通用模型基础上构建各种电力优化调度场景模型。

8、优选地，各种电力优化调度场景包括：发电计划制定场景、现货电能量市场出清场景和/或调峰辅助服务市场出清场景。

9、优选地，所述步骤s2中，边界数据校验包括：单一数据校验和多源数据可行性分析，并设置独立的校验规则启用开关以满足差异化电力优化调度场景需求，在校验出错的情况下根据预设的规则补齐数据或修复数据。

10、优选地，具体校验规则包括：

11、(1)边界数据完整性校验：校验数据缺失情况；

12、(2)边界数据数值范围校验：校验数据是否在合理范围；

13、(3)边界数据数值突变校验：校验时段型数据是否发生突变；

14、(4)多源数据一致性校验：校验各类耦合约束是否存在冲突。

15、优选地，补齐数据或修复数的规则包括：

16、(1)针对数据缺失，利用历史数据或前后时段数据插值补齐；

17、(2)针对数据超出合理范围，根据数据项限值将其修正到限值范围之内；

18、(3)针对数据发生突变，根据实时量测或前后时段数据插值补齐；

19、(4)针对各类耦合约束，根据预先定义的约束优先级舍弃优先级较低的约束。

20、优选地，所述步骤s3中，算法交互接口是指传递给发电优化调度核心模型用于优化建模的规范化数据文件，包括：

21、(1)以通用的e格式或xml格式文件进行交互；

22、(2)文件以优化对象进行分类，每类优化对象的不同数据按最小化原则进行切割；

23、(3)文件支持对象横向扩展和属性纵向扩展。

24、优选地，所述步骤s3中，通用化约束建模可配置各个约束是否启用，并将各个约束均拆分成独立接口，约束之间无耦合或松耦合关系。

25、优选地，通用约束建模包括：

26、(1)将约束分为系统平衡约束、设备运行约束、电网安全约束三类；

27、(2)建立系统平衡约束，包括区域电力平衡约束、分区电力平衡约束、区域备用需求约束、分区备用需求约束；

28、(3)建立设备运行约束，包括电源、电网、负荷、储能四类设备约束；

29、(4)建立电网安全约束，包括稳定断面运行约束、越限支路运行约束。

30、优选地，所述电源、电网、负荷、储能四类设备约束，具体包括：

31、(1)电源设备包括：各种类型的机组与电厂，约束包括：出力限值约束、电量约束、爬坡约束、启停约束、套机约束、机组群约束；

32、(2)电网设备包括联络线，约束包括：交流联络线潮流约束、直流联络线功率限值约束、直流联络线爬坡约束、直流联络线功率方向切换约束；

33、(3)负荷设备包括可调节负荷，约束包括：负荷调节限值约束、负荷调节次数和时间约束；

34、(4)储能设备包括：抽水蓄能和电化学储能，约束包括：充放电功率约束、soc约束、循环充放电次数约束、同充同放约束。

35、优选地，所述步骤s3中，各种电力优化调度场景模型包括：在发电优化调度通用模型的基础上叠加本场景的优化目标函数、本场景的独立数据接口以及本场景的特有数学模型。

36、本发明的第二方面提供了一种适应多种电力优化调度场景的通用建模系统，用于运行所述的一种适应多种电力优化调度场景的通用建模方法，包括：

37、核心建模模块：用于构建各种电力优化调度场景通用的发电优化调度核心模型；

38、边界数据校验与修正模块：用于开展优化计算边界数据校验，按照预先设置的规则修正边界错误；

39、接口设计模块：用于按照规范化原则构建算法交互接口，按照最小化、通用化原则构建约束建模接口；

40、发电优化调度通用模型组建模块：用于基于发电优化调度核心模型，导入经过校验和修正的边界数据，以及算法交互接口、约束建模接口，构建发电优化调度通用模型；

41、分场景建模模块：针对各种电力优化调度场景，构建独立的目标函数，并基于发电优化调度通用模型基础上构建各种电力优化调度场景模型。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：本发明提供一种适应多种电力优化调度场景的高可靠性通用建模方法，及时识别边界数据问题，促进数据治理，提前感知约束冲突，并且支持设置灵活的自动修正规则，高效处理各类约束冲突，最大程度地将数据异常问题在优化建模之前解决，通过松耦合的接口和模型关系，构建覆盖系统平衡约束、设备运行约束和电网安全约束基础通用模型，在此基础上快速扩展场景模型，解决各类电力优化调度问题，减小建模难度、缩短建模时间，有很大的工程实践价值。

43、更具体地，本发明纯粹用数据处理判断各类耦合约束是否冲突，时间快效率高，另外本发明除了边界处理，更加致力于算法模型的通用性，相对于仅着眼于边界数据的可行性分析与管理和仅适用于市场出清场景，本发明的通用建模方法可以适用于各类应用场景；由此本发明通过边界模型的高度可扩展和数学模型的独立松耦合，实现通用模型能够适应各种应用场景，也就是通用；再结合模型的校核与修正，加强通用模型的可靠性，同时实现了减小建模难度、缩短建模时间，高效、可靠地解决各类电力优化调度技术难题题。