一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法，包括以下步驟：構(gòu)建大氣污染排放物的精細化擴散控制模式

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法


[0001]本專利技術(shù)屬于電力系統(tǒng)輸網(wǎng)側(cè)日前調(diào)度
，具體是指一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法。

技術(shù)介紹

[0002]與氣候變暖類似，大氣污染也是氣體排放物引起的主要環(huán)境問題之一。作為主要的能源消耗領(lǐng)域，電力行業(yè)排放大量的SO2、NOx和細顆粒物等大氣污染物，對地區(qū)空氣質(zhì)量造成較大影響。盡管電力行業(yè)逐步部署先進高效的脫硫、脫硝和除塵設(shè)施，以降低大氣污染物的排放，但全面配置或升級改造仍需大量的時間和資金支持。作為電力系統(tǒng)的核心任務(wù)之一，最優(yōu)調(diào)度是實現(xiàn)以高效能源供應(yīng)滿足負荷需求的有效手段，通過在電力系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)度中納入機組排放對大氣污染問題的影響，可引導(dǎo)電力系統(tǒng)優(yōu)先利用低污染機組，從而改善區(qū)域空氣質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提出的一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法，由于大氣污染主要決定于區(qū)域的大氣污染物地面濃度，本專利技術(shù)首先構(gòu)建大氣污染排放物的精細化擴散控制模式，其旨在降低電力系統(tǒng)排放物擴散導(dǎo)致的大氣污染物濃度增量；針對大氣污染排放物擴散過程中的氣象條件不確定性，基于K
?
means聚類和置信集建立其分布集，機組組合調(diào)度決策需應(yīng)對氣象條件不確定性的極端分布；最后，建立考慮氣象條件不確定性的電力系統(tǒng)機組組合模型，并建立其兩階段分布魯棒優(yōu)化方法，得到最優(yōu)的機組組合調(diào)度計劃。
[0004]本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案如下：本專利技術(shù)提出的一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法，包括以下步驟：
[0005]構(gòu)建大氣污染排放物的精細化擴散控制模式
→
建立大氣污染排放物擴散過程氣象條件不確定性的分布集
→
建立考慮氣象條件不確定性的電力系統(tǒng)日前機組組合調(diào)度模型
→
建立電力系統(tǒng)日前機組組合調(diào)度模型的兩階段分布魯棒優(yōu)化方法。
[0006]實現(xiàn)本專利技術(shù)的針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法包括以下內(nèi)容：
[0007]步驟1：構(gòu)建大氣污染排放物的精細化擴散控制模式，考慮污染物沉降效應(yīng)和地面反射效應(yīng)；
[0008]步驟2，針對大氣污染排放物擴散過程氣象條件不確定性，首先基于Nataf 變化拉丁超立方采樣得到該不確定性的可能場景，其次，基于K
?
means聚類和置信集，建立大氣污染排放物擴散過程氣象條件不確定性的分布集；
[0009]步驟3：建立考慮氣象條件不確定性的電力系統(tǒng)日前機組組合調(diào)度模型；
[0010]步驟4：建立電力系統(tǒng)日前機組組合調(diào)度模型的兩階段分布魯棒優(yōu)化方法。
[0011]進一步地，所述步驟2中分布集生成的具體步驟如下：首先對于觀測的氣象條件歷史場景集，采用K
?
means聚類法產(chǎn)生K個聚類；其次，利用Nataf變換拉丁超立方采樣得到采樣場景集，更新K個聚類；最后，基于置信集理論，構(gòu)造氣象條件不確定性的分布集。
[0012]更進一步，所述步驟3具體求解步驟如下：
[0013]步驟3.1：優(yōu)化第一階段主問題，以確定機組組合，并將其下發(fā)給第二階段子問題；
[0014]步驟3.2：優(yōu)化第二階段子問題，以確定大氣污染排放物擴散過程氣象條件不確定性的極端分布，并將其上傳給第一階段主問題；
[0015]步驟3.3：重復(fù)步驟3.1和步驟3.2，直至主問題和子問題的目標一致，輸出最后一步主問題得到的機組組合為最優(yōu)調(diào)度策略。
[0016]采用上述結(jié)構(gòu)本專利技術(shù)取得的有益效果如下：該專利技術(shù)可精細化描述機組污染物排放經(jīng)過一段時間擴散后對大氣污染物濃度的貢獻，從而為電力系統(tǒng)的大氣污染物控制提供依據(jù)；同時，機組組合調(diào)度考慮擴散過程中的氣象條件不確定性，使得機組組合調(diào)度計劃具備一定綠色魯棒性，即無論氣象條件如何變化，所確定的機組組合均能保證污染物控制效果。
附圖說明
[0017]圖1為本專利技術(shù)提出的一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法的氣象條件不確定性分布集構(gòu)造的流程圖；
[0018]圖2為本專利技術(shù)提出的一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法的兩階段分布魯棒優(yōu)化方法的流程圖。
[0019]附圖用來提供對本專利技術(shù)的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本專利技術(shù)的實施例一起用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的限制。
具體實施方式
[0020]為了使本
的人員更好地理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例以及附圖，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。本項目涉及的電力系統(tǒng)機組組合調(diào)度模型調(diào)度周期為一天，調(diào)度時段間隔為一小時，調(diào)度時段索引為t。而對于機組排放擴散過程的刻畫，可將調(diào)度周期進一步細分，擴散時段索引為τ。
[0021]步驟1，構(gòu)建大氣污染排放物的精細化擴散控制模式：
[0022]在某一時段，某發(fā)電機i對監(jiān)測點j處大氣污染物濃度的貢獻值等于之前所有時段排放對大氣污染物濃度的貢獻值的和，而電力系統(tǒng)對監(jiān)測點j處大氣污染物濃度的貢獻值等于所有發(fā)電機貢獻值的和；
[0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029]式中，c
j,τ
(β)為在時段電力系統(tǒng)對監(jiān)測點j污染物β的貢獻；G
i,j,(τ
’
,τ)
(β)為擴散函數(shù)，表示τ
’
時段排放的污染物對之后τ時段的濃度影響；Q
i,τ
’
(β)為發(fā)電機i 在τ
’
時段排放的污染物β質(zhì)量；公式(2)～(4)計算擴散函數(shù)G，其取決于兩個元素；一個元素是煙團的移動，即[x
i,(τ',τ)
,y
i,(τ',τ)
,z
i,(τ',τ)
]，也就是煙團Q
i,τ
’
(β)在τ時段的位置；另一個元素是煙團的自由擴散，即反應(yīng)在擴散因子σ
x,(τ',τ)
,σ
y,(τ',τ)
,σ
z,(τ',τ)
。擴散因子與擴散時間和擴散常數(shù)a
α,τ
,b
α,τ
有關(guān)，如公式(4) 所示；煙團的位置與發(fā)電機i周圍的風強V
i,s
和風向θ
i,s
有關(guān)，如公式(5)(6) 所示；[vxi,s,vyi,s,vzi,s]為煙團擴散路徑上的平均風速；
[0030]污染物沉降效應(yīng)修正：污染物有一定重力，即煙團具備一定的沉降速度，則對風速進行修正：
[0031][0032]式中，v0(β)為污染物β的沉降速度；
[0033]地面反射效應(yīng)修正：當污染物到達地面后，由于大氣污染物的密度較小，地面對其有很大的反射作用；可采用“鏡像法”來計算電力系統(tǒng)對空間中任一點的污染物濃度貢獻，其可以看作是兩部分濃度的疊加，一部分為不考慮地面反射時的濃度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：構(gòu)建大氣污染排放物的精細化擴散控制模式，考慮污染物沉降效應(yīng)和地面反射效應(yīng)；步驟2，針對大氣污染排放物擴散過程氣象條件不確定性，首先基于Nataf變化拉丁超立方采樣得到該不確定性的可能場景，其次，基于K
?
means聚類和置信集，建立大氣污染排放物擴散過程氣象條件不確定性的分布集；步驟3：建立考慮氣象條件不確定性的電力系統(tǒng)日前機組組合調(diào)度模型；步驟4：建立電力系統(tǒng)日前機組組合調(diào)度模型的兩階段分布魯棒優(yōu)化方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對大氣污染物擴散不確定性的電力系統(tǒng)分布魯棒調(diào)度方法，其特征在于：所述步驟2中分布集生成的具體步驟如下：...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：瞿凱平，呂超賢，蘇偉行，
申請(專利權(quán))人：中國礦業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：