一种基于场景法的电力系统调度方法

技术领域

本发明涉及电力系统调度方法技术领域，具体涉及一种基于场景法的电力系统调度方法。

背景技术

场景法：通过运用场景来对系统的功能点或业务流程的描述，从而提高测试效果的一种方法。用例场景来测试需求是指模拟特定场景边界发生的事情，通过事件来触发某个动作的发生，观察事件的最终结果，从而用来发现需求中存在的问题。我们通常以正常的用例场景分析开始，然后再着手其他的场景分析。场景法一般包含基本流和备用流，从一个流程开始，通过描述经过的路径来确定的过程，经过遍历所有的基本流和备用流来完成整个场景。场景主要包括4种主要的类型：正常的用例场景，备选的用例场景，异常的用例场景，假定推测的场景。

电力调度是为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。电力调度的具体工作内容是依据各类信息采集设备反馈回来的数据信息，或监控人员提供的信息，结合电网实际运行参数，如电压、电流、频率、负荷等，综合考虑各项生产工作开展情况，对电网安全、经济运行状态进行判断，通过电话或自动系统发布操作指令，指挥现场操作人员或自动控制系统进行调整，如调整发电机出力、调整负荷分布、投切电容器、电抗器等，从而确保电网持续安全稳定运行。近年来随着科技的不断发展，现代化监测、控制手段不断完善，电力调度的技术支持也日趋强大。

现有技术中，为了降低风电输出功率波动性大对电网的冲击，同时为了解决风电与电力系统用电需求之间的矛盾，使用了储能技术，将风电储存起来以待使用，但是，由于昂贵的成本，储能技术目前仍无法广泛地应用开来。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的由于成本较为昂贵，导致电力调度问题较为麻烦的问题，提供一种基于场景法的电力系统调度方法，该基于场景法的电力系统调度方法具有电力系统的调度成本较低的效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于场景法的电力系统调度方法，包括以下步骤：

步骤一：电力系统采用统一调度，分级管理的模式，设省网调度中心的实时实时调度窗口内有M类机组，各类机组的启动费用用其属性值V表示，同类机组的属性值相同；

步骤二：负荷变化时，根据机组调度工况对窗口内机组及其属性更新；窗口内机组属性值发生变化或紧急调度事件发生时，也应对窗口内机组及其属性值更新，以维持当前窗口内机组信息的实时性；

步骤三：调度窗口内机组信息实时在区级调度中心窗口内显示，区级调度中心的调度机组信息同样按步骤二更新，并上传到国家调中心调度窗口；

步骤四：国调中心窗口内机组信息同样按步骤二更新，以维持最新机组信息，供调度员决策；

步骤五：基于S-粗集的电力系统调度建模，基于S-粗集的电力系统调度能适应动态环境；

步骤六：设论域U是当前备用机组集合，U＝{M1，M2，…，Mn}，表示有n类备用机组，确定U上的一个等价关系R，这里以机组启动费用属性值作为R；

步骤七：求得论域U上的属性值V的等价类[M]R，初调度机组属性值为

[M]1＝{M1，M5，M9，M12}，[M]2＝{M3，M6，M10}，

[M]3＝{M2，M7，M8}，[M]4＝{M4，M11}

按启动费用分为4类:[M]1，[M]2，[M]3，[M]4，根据偏序粗集模型，将U上的机组类映射为偏序集Lv:U1→V.接着Ωu1＝丨M丨1＜丨M丨2＜丨M丨3＜丨M丨4，显然，丨M丨1具有最高的优先调度级别，丨M丨2次之，丨M丨4最低；

步骤八：根据近期负荷预报，确定出合理的备用机组N，假设N＝9，则初始可调度机组类的子集X

x＝{M1，M2，M3，M5，M6，M7，M9，M10，M2}

步骤九：对于R求X的上近似和下近似分别为：

R(X)下近似＝{M1，M3，M5，M6，M9，M12}，

R(X)上近似＝{M1，M2，M3，M5，M6，M7，M8，M9，M10，M12}

下近似R(X)和上近似R(X)分别表示实时调度窗口中最小资源集合和最大资源集合；

步骤十：求对于X的偏序集Lv：X→V.Lv(X)＝M1≤M5≤M9≤M12＜M3≤M6≤M10＜M2≤M7，所以极大理想集为Ωx(X，V，Lv)＝Ω丨M丨1＜丨M丨2＜M2≤M7，选Ωx作为实时调度窗口中的资源，对其进行实时调度，和等价关系相比，扩大了知识发现能力。

优选的，所述步骤五中，基于双向S-粗集，设A＝FU-F是U1上元素迁移族，假设此时M1，M5，M9迁出X，又M13，M14，M15迁入U1，其中M13，M14进入X，则X的亏集和双向奇异集分别为X＝{M2，M3，M6，M7，M10，M12}和X＝{M2，M3，M6，M7，M10，M12，M13，M14}。

优选的，所述步骤六中，设此时M4，M11，M12的属性值发生变化时，求得论域U1上的等价类[M]R分别为[M]1＝{M4，M11，M13}，[M]2＝{M3，M6，M10}，[M]3＝{M2，M7，M8，M14}，[M]4＝{M12，M15}，同理根据偏序关系可得ΩU1＝丨M丨1＜丨M丨2＜丨M丨3＜丨M丨4。

优选的，所述步骤七中，根据负荷预测,制定一个合理的机组交换计划，确定出近期要备用的机组类N＝9,则相应的X调整为X＝{M2，M3，M4，M6，M7，M8，M10，M11，M13}，对于R求X的粗集上近似和下近似，则(R，A)(X)下近似＝{M3，M4，M6，M10，M11，M13},(R，A)(X)上近似＝{M2，M3，M4，M6，M7，M8，M10，M11，M13，M14}，X的粗集为((R，A)(X)，(R，A)(X))，分别对应再调度窗口最小机组和最大机组资源集合。

优选的，所述步骤八中，对于X的偏序集Lv：X→V，则Lv(X)＝M4≤M11≤M13＜M3≤M6≤M10＜M2≤M7≤M8，所以极大理想集为Ωx(X，V，Lv)＝丨M丨1＜丨M丨2＜M2≤M7≤M8，选Ωx作为实时调度窗口内的资源，进行再调度，如果X发生变化，再按步骤五到七对Ωx进行更新。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于场景法的电力系统调度方法，具备以下有益效果：

本发明通过设置的S-粗集的电力系统调度方法，有效地反映了领域知识易变的特征，因而能被用于解决动态环境中机组的电力调度成本较为昂贵的实时调度问题，应用偏序粗集进行机组信息的优先级调度，所产生的分类误差，要比等价关系调度误差小，如果在S-粗集的基础上再采用动态规划法，可以取得更优的机组调度计划，但又不至于付出过大的计算代价。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种技术方案：一种基于场景法的电力系统调度方法，包括以下步骤：

步骤一：电力系统采用统一调度，分级管理的模式，设省网调度中心的实时实时调度窗口内有M类机组，各类机组的启动费用用其属性值V表示，同类机组的属性值相同；

步骤二：负荷变化时，根据机组调度工况对窗口内机组及其属性更新；窗口内机组属性值发生变化或紧急调度事件发生时，也应对窗口内机组及其属性值更新，以维持当前窗口内机组信息的实时性；

步骤三：调度窗口内机组信息实时在区级调度中心窗口内显示，区级调度中心的调度机组信息同样按步骤二更新，并上传到国家调中心调度窗口；

步骤四：国调中心窗口内机组信息同样按步骤二更新，以维持最新机组信息，供调度员决策；

步骤五：基于S-粗集的电力系统调度建模，基于S-粗集的电力系统调度能适应动态环境；

步骤六：设论域U是当前备用机组集合，U＝{M1，M2，…，Mn}，表示有n类备用机组，确定U上的一个等价关系R，这里以机组启动费用属性值作为R；

步骤七：求得论域U上的属性值V的等价类[M]R，初调度机组属性值为

[M]1＝{M1，M5，M9，M12}，[M]2＝{M3，M6，M10}，

[M]3＝{M2，M7，M8}，[M]4＝{M4，M11}

按启动费用分为4类:[M]1，[M]2，[M]3，[M]4，根据偏序粗集模型，将U上的机组类映射为偏序集Lv:U1→V.接着Ωu1＝丨M丨1＜丨M丨2＜丨M丨3＜丨M丨4，显然，丨M丨1具有最高的优先调度级别，丨M丨2次之，丨M丨4最低；

步骤八：根据近期负荷预报，确定出合理的备用机组N，假设N＝9，则初始可调度机组类的子集X

x＝{M1，M2，M3，M5，M6，M7，M9，M10，M2}

步骤九：对于R求X的上近似和下近似分别为：

R(X)下近似＝{M1，M3，M5，M6，M9，M12}，

R(X)上近似＝{M1，M2，M3，M5，M6，M7，M8，M9，M10，M12}

下近似R(X)和上近似R(X)分别表示实时调度窗口中最小资源集合和最大资源集合；

步骤十：求对于X的偏序集Lv：X→V.Lv(X)＝M1≤M5≤M9≤M12＜M3≤M6≤M10＜M2≤M7，所以极大理想集为Ωx(X，V，Lv)＝Ω丨M丨1＜丨M丨2＜M2≤M7，选Ωx作为实时调度窗口中的资源，对其进行实时调度，和等价关系相比，扩大了知识发现能力。

步骤五中，基于双向S-粗集，设A＝FU-F是U1上元素迁移族，假设此时M1，M5，M9迁出X，又M13，M14，M15迁入U1，其中M13，M14进入X，则X的亏集和双向奇异集分别为X＝{M2，M3，M6，M7，M10，M12}和X＝{M2，M3，M6，M7，M10，M12，M13，M14}。

步骤六中，设此时M4，M11，M12的属性值发生变化时，求得论域U1上的等价类[M]R分别为[M]1＝{M4，M11，M13}，[M]2＝{M3，M6，M10}，[M]3＝{M2，M7，M8，M14}，[M]4＝{M12，M15}，同理根据偏序关系可得ΩU1＝丨M丨1＜丨M丨2＜丨M丨3＜丨M丨4。

步骤七中，根据负荷预测,制定一个合理的机组交换计划，确定出近期要备用的机组类N＝9,则相应的X调整为X＝{M2，M3，M4，M6，M7，M8，M10，M11，M13}，对于R求X的粗集上近似和下近似，则(R，A)(X)下近似＝{M3，M4，M6，M10，M11，M13},(R，A)(X)上近似＝{M2，M3，M4，M6，M7，M8，M10，M11，M13，M14}，X的粗集为((R，A)(X)，(R，A)(X))，分别对应再调度窗口最小机组和最大机组资源集合。

步骤八中，对于X的偏序集Lv：X→V，则Lv(X)＝M4≤M11≤M13＜M3≤M6≤M10＜M2≤M7≤M8，所以极大理想集为Ωx(X，V，Lv)＝丨M丨1＜丨M丨2＜M2≤M7≤M8，选Ωx作为实时调度窗口内的资源，进行再调度，如果X发生变化，再按步骤五到七对Ωx进行更新。

综上所述，采用本发明有效的解决了电力调度成本较为昂贵，导致电力调度问题较为麻烦的问题，应用偏序粗集进行机组信息的优先级调度，所产生的分类误差，要比等价关系调度误差小，如果在S-粗集的基础上再采用动态规划法，可以取得更优的机组调度计划，但又不至于付出过大的计算代价。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。