渐进顶点枚举可调容量动态评估方法与流程

本发明涉及新型电力系统负荷调度，具体涉及一种渐进顶点枚举可调容量动态评估方法。

背景技术：

1、在高比例新能源接入的新型电力系统中，矿热炉、多晶硅还原炉、水泥等高耗能工业园区负荷具备大容量柔性调节潜力，可参与电网调峰、一次调频，平抑风光随机功率波动。三类负荷约束特性完全异构：矿热炉：电弧呈现时变电阻、谐波附加电抗特性，电极升降系统存在调节死区、0.2s动作延时、升降速率差约束，功率可行域呈强非线性、非凸形态；多晶硅还原炉：硅棒半径、反应温度、冷却水流存在强热工耦合，功率存在安全生产上下硬阈值；水泥生产线：回转窑为不可中断刚性工序，生料、熟料多级仓储形成分时离散可调区间。

2、当前工业负荷可调容量评估方法存在以下缺陷：线性近似法：将非线性功率边界简化为直线，忽略工艺约束带来的凹凸可行域，园区总容量评估误差超30%，评估结果失真，直接导致调度指令违规停产；均匀网格遍历法：对功率空间高密度离散采样，高维多负荷场景下计算量爆炸，单次计算耗时超1s，无法满足电网秒级一次调频实时性要求；二维多边形枚举法：仅支持单负荷二维功率空间求解，无法处理矿热炉、多晶硅、水泥多负荷耦合的高维可行域；单一时间尺度求解：仅输出日内调峰容量，无法区分秒级调频短时可调区间、中长期调峰可调区间，难以适配电网多场景调度需求。

3、因此，亟需提出一种同时兼顾多异构负荷耦合、非凸可行域拟合、毫秒级实时计算、多时间尺度分层评估，适配混合高耗能园区、兼顾精度与速度的可调容量动态评估算法。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种新型的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，以解决现有的评估方法线性近似误差大、网格遍历实时性差、无法兼容多异构工业负荷的问题。

2、为实现上述目的，本发明所采用了下述的技术方案：

3、一种渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，用于矿热炉、多晶硅还原炉、水泥生产线混合工业园区多时间尺度可调容量高精度动态评估，包括以下步骤：

4、步骤s1：采集工业园区内矿热炉、多晶硅还原炉、水泥生产线实时运行参数，分别建立各类负荷功率约束方程，叠加配电网公共运行约束，整合形成高维不等式约束集合；

5、步骤s2：对三类负荷的有功功率定义域分别进行四等分采样，笛卡尔积生成原始顶点池，粗筛剔除极端违规顶点，得到初始迭代顶点集；

6、步骤s3：对当前迭代顶点集内全部顶点批量代入约束集合校验，划分可行顶点子集与不可行顶点子集，并记录不可行顶点的约束违反梯度；

7、步骤s4：基于约束梯度对不可行顶点执行自适应反向偏移修正，生成过渡候选顶点存入候选池；

8、步骤s5：遍历可行顶点两两组合，计算几何质心作为新增边界顶点存入候选池，并对候选池顶点重复可行性校验，保留有效新顶点；

9、步骤s6：合并原有可行顶点与校验通过的新顶点，执行去重、冗余内点过滤，精简生成下一轮迭代顶点集；

10、步骤s7：计算本轮顶点全局改进率，与预设收敛阈值对比，若未收敛则返回步骤s3循环迭代；若收敛则停止迭代，对全部可行顶点拟合得到园区功率可调可行域；

11、步骤s8：分别施加调频、调峰场景约束，分层求解园区秒级一次调频可调容量、中长期日内调峰可调容量；

12、步骤s9：每15分钟读取负荷控制终端实时工况，更新约束集合，重复s1~s8实现可调容量滚动动态评估。

13、进一步的，步骤s1中，矿热炉有功功率计算公式为：

14、；

15、电弧谐波附加电抗拟合关系式：

16、；

17、叠加电极调节死区、冶炼温度、变压器过载约束，得到矿热炉功率区间。

18、进一步的，步骤s4中，自适应偏移步长计算公式为，

19、修正后顶点表达式为，其中为顶点违反程度最大的约束函数，为该约束梯度向量。

20、进一步的，步骤s5中，可行顶点几何质心计算公式为，为任意两个可行顶点。

21、进一步的，步骤s7中，全局顶点改进率计算公式为：

22、；

23、收敛阈值，当判定迭代收敛。

24、进一步的，步骤s8中，秒级一次调频场景附加硬性约束：水泥生产线有功功率固定为当前基准负荷，仅允许矿热炉、多晶硅小幅功率调节；中长期调峰场景放开水泥仓储时序约束，三类负荷全部参与功率调节。

25、进一步的，步骤s2中，对任意一维功率区间，

26、区间宽度，

27、四等分分割节点为：

28、。

29、进一步的，步骤s6中，顶点去重欧式距离阈值设置为0.2mw，两点距离小于阈值判定为重复顶点并合并。

30、进一步的，采用ldc-320型工业负荷控制终端采集硅棒半径、冷却水温度、生料熟料库存、矿热炉电极电流实时工况数据，用于动态更新约束集合。

31、进一步的，单次完整迭代计算总耗时小于200ms，园区总可调容量评估误差不超过5%，单类负荷容量评估误差不超过3%。

32、相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明提出的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，采用梯度偏移+质心填充双重迭代机制，精准刻画矿热炉、多晶硅、水泥负荷凹凸分段功率边界，相较线性近似法评估误差降低85%，园区总容量误差≤5%，单负荷误差≤3%；

33、采用四等分初始顶点采样、顶点精简策略，百兆瓦混合工业园区单次完整迭代耗时＜200ms，满足电网一次调频秒级数据上传要求；

34、首次将电弧电气约束、热工耦合约束、仓储时序约束纳入同一高维枚举框架，兼容矿热炉、多晶硅、水泥混合园区，可拓展电解铝、氯碱等流程工业；

35、同步输出调频短时、调峰中长期两套可调容量，适配新型电力系统调峰、调频、新能源波动平抑多类调度场景；

36、所有容量解严格满足全部生产硬约束，评估结果不会引发设备停机、产品报废，具备工程落地安全性。

1.渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，用于矿热炉、多晶硅还原炉、水泥生产线混合工业园区多时间尺度可调容量高精度动态评估，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s1中，矿热炉有功功率计算公式为：

3.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s4中，自适应偏移步长计算公式为，

4.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s5中，可行顶点几何质心计算公式为

5.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s7中，全局顶点改进率计算公式为：

6.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s8中，秒级一次调频场景附加硬性约束：水泥生产线有功功率固定为当前基准负荷，仅允许矿热炉、多晶硅小幅功率调节；中长期调峰场景放开水泥仓储时序约束，三类负荷全部参与功率调节。

7.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s2中，对任意一维功率区间，

8.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，步骤s6中，顶点去重欧式距离阈值设置为0.2mw，两点距离小于阈值判定为重复顶点并合并。

9.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，采用ldc-320型工业负荷控制终端采集硅棒半径、冷却水温度、生料熟料库存、矿热炉电极电流实时工况数据，用于动态更新约束集合。

10.根据权利要求1所述的渐进顶点枚举可调容量动态评估方法，其特征在于，单次完整迭代计算总耗时小于200ms，园区总可调容量评估误差不超过5%，单类负荷容量评估误差不超过3%。