MATLB|电力系统优化运行与市场化

目录

一、按等耗量微增率原则分配发电厂负荷

1.1 算例

 1.2 原理

1.3 编程思路

二、按照等报价策略分配负荷

2.1 算例

2.2 原理

2.3 编程思路

三、Matlab代码实现

一、按等耗量微增率原则分配发电厂负荷

1.1 算例

某发电厂的机组耗量特性及相关参数见表1，系统给定24小时荷见表2，试按等微增率原则分配该发电厂24小时的负荷。

                                 表1 发电厂的机组耗量特性及相关参数

机组	a	b	c	Pmin/MW	Pmax/MW
1	0.000786	0.27	8.00	30	100
2	0.000792	0.3	5.0	20	80
3	0.000764	0.28	6.4	25	120
4	0.000270	0.2657	20	50	150
5	0.000424	0.308	5.8	50	150
6	0.001020	0.28	3.0	15	60
7	0.000578	0.2529	9.8	120	320
8	0.000296	0.2427	16.4	75	200
9	0.000254	0.2791	21.00	250	520
10	0.000522	0.2700	14.40	75	280

                                                            表2 系统给定负荷

时间	1	2	3	4	5	6	7	8
负荷/MW	1022	963	978	993	1037	1066	1095	1124
时间	9	10	11	12	13	14	15	16
负荷/MW	1138	1154	1182	1197	1242	1271	1314	1372
时间	17	18	19	20	21	22	23	24
负荷/MW	1314	1271	1285	1290	1372	1459	1459	1081

 1.2 原理

我们知道每小时消耗量总和=。为各发电机组每小时消耗量，同时满足为各时间段的负荷总量,这就是约束条件。

由此可以建立拉格朗日目标函数。

使消耗量最小化的条件是使L最小化，即对L求偏导=0，推出

其中df/dp即为耗量微增率，所以满足等耗量微增率。又,所以耗量微增率

1.3 编程思路

根据等耗量微增率原则以及总负荷量的约束条件，可列出以下方程式组:

               

求解上述方程式组可得出P1~P10的初步结果，但由于每台发电机组有最大和最小出力的限制，因此对于上述的初步结果应当进行验证，当1台越限时，用它的边界值代替它的初步结果值，当有多台越限时，首先判断这些越限机组中最大的a值，再取a值最大的机组用它的边界值代替它的初步结果值，从以上可以看出无论1台还是多台越限第一次验证只改变1台越限机组的初步结果，因此将改变初步结果值的越限机组所对应的上述方程改为-bn*Pn/m=-bn，其中m为该机组所对应的边界值，显然Pn即=m，其它方程不变，还是11个方程解11个未知数，求得结果再进行第2次，第3次......反复验证，直到所有发电机组的功率全部在最大和最小出力的限制范围内，最后求出每个小时所对应的所有机组的总消耗量，验证程序结束，最后显示1~24小时内每个时间点的各个发电的出力，等耗量微增率以及总消耗量。

二、按照等报价策略分配负荷

2.1 算例

各发电厂的报价函数及相关参数见表1，系统给定24小时负荷见表2，试按等报价法确定各发电厂24小时的交易计划（出力及价格）。

             表1 各发电厂的报价函数系数及技术参数（f=api+b） 

电厂	a	b	Pmin/MW	Pmax/MW
1	0.000786	0.27	30	100
2	0.000792	0.3	20	80
3	0.000764	0.28	25	120
4	0.000270	0.2657	50	150
5	0.000424	0.308	50	150
6	0.001020	0.28	15	60
7	0.000578	0.2529	120	320
8	0.000296	0.2427	75	200
9	0.000254	0.2791	250	520
10	0.000522	0.2700	75	280

                                        表2 系统给定负荷

时间	1	2	3	4	5	6	7	8
负荷/MW	1022	963	978	993	1037	1066	1095	1124
时间	9	10	11	12	13	14	15	16
负荷/MW	1138	1154	1182	1197	1242	1271	1314	1372
时间	17	18	19	20	21	22	23	24
负荷/MW	1314	1271	1285	1290	1372	1459	1459	1081

部分代码：

function ans =jiaoyanjieguo(jizucanshu,D,A,geidingfuhe,time)%初步结果进行验证,使各机组功率均在范围内,
                                                            %输出为11行1列的数组,数据包括各机组功率和总耗量
h=0;%标志位,当有越限时,h值为越限机组中a值最大的机组号
l=0;%所有越限机组中最大的a值
m=0;%a值最大的机组的边界值
for i=1:10%对第一到第十的机组验证,若有越限,找出a值最大的机组,把机组号赋值给h,最大的斜率a赋值给l,边界值赋值给m
    if D(i,1)         if jizucanshu(i,2)>l
            l=jizucanshu(i,2);
             h=i;
             m=jizucanshu(i,5);
        end
    else if D(i,1)>jizucanshu(i,6)%判断是否大于最大值
          if jizucanshu(i,2)>l
              l=jizucanshu(i,2);
              h=i;
              m=jizucanshu(i,6);
          end
        end
    end
end
  if h>0                                              %有越限,更改A矩阵中a值最大的越限机组座对应的行参数
        A(h,11)=0;
        A(h,h)=-jizucanshu(h,3)/m;
       D=chubujieguo(jizucanshu,geidingfuhe,A,time);  %重新求得各机组的功率
       jiaoyanjieguo(jizucanshu,D,A,geidingfuhe,time);%再次进行验证
  else                      %上述循环后至无越限,G存放总耗量,最后连同各机组功率一起存放至E中,即E为输出结果
        E=zeros(11,1);%存放输出结果
        G=zeros(1,1);%存放总耗量
        for i=1:10
           G(1,1)=G(1,1)+jizucanshu(i,2)*D(i,1)^2+jizucanshu(i,3)*D(i,1)+jizucanshu(i,4);%求总耗量
        end
        E=[D;G];%输出结果
        ans=E;
  end
    end 

2.2 原理

我们知道只要给定边际电价就可以根据等报价策略c=aP+b算出发电各机组的出力

2.3 编程思路

首先必须假定一个初始边际电价c(较小，本次采用0.27)和步长dc,再根据P=(c-b)/a等式循环算出各个机组的出力P，又因为各机组有最大最小出力限制，因此当出力超出限制范围时用边界值最为越限功率，最后算出每个时间点的总功率t，判断若t不满足改时间点的负荷功率要求则根据c=c+dc重新取边际电价，再次计算各功率，直到 该时间点的总功率满足负荷要求，最后显示1~24小时各时间点的各机组功率，边际电价和功率总和t.

三、Matlab代码实现