直調火力發電單元月度電能交易計劃制定的基尼係數法的製作方法
2023-10-25 01:34:18 1
本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種直調火力發電單元月度電能交易計劃制定的基尼係數法。
背景技術：
直調火力發電單元月度電能交易計劃編制工作是電網公司電力交易中心的主要工作之一，它對科學安排不同火力發電單元的月度電能交易計劃具有重要意義，該工作完成質量的高低直接影響後續電網公司電力調度中心的日調度。
目前，國內外關於短期日發電計劃與長期年發電計劃的研究成果比較豐富，而對月度電能交易計劃的研究則相對欠缺，各種研究和實踐尚未形成一個比較統一的模型。隨著我國工業化進程的發展，能源問題與環境問題日益凸顯，電力生產消耗的大量一次能源以及火力發電機組生產時產生的大量汙染物質嚴重影響環境質量，如何在綜合考慮節能減排目標並同時兼顧經濟效益的條件下制定相應月度電能交易計劃具有重要的研究意義。
電力系統已有月度電能交易計劃方法包括平均分解法、負荷率偏差法、綜合成本加權法等。就省一級的電力交易中心而言，實際生產中的月度電能交易計劃普遍採用平均分解的方法編制，該方法雖然實施方便，但編制過程過於粗糙，容易以犧牲環境為代價來獲取經濟利益，從而增加後續日調度過程節能減排調度的難度。
負荷率偏差法包括年合同電量月分解值的滾動修正和基於綜合指標的月度電能交易計劃編制兩個過程，該方法對計劃月份根據發電公司、電網公司和社會環境等綜合成本指標排序的結果，在月平均負荷率的基礎上，對不同發電單元的負荷率給予適當調整，制定各發電單元的月度電能交易計劃，負荷率偏差越大，綜合耗量低的單元獲得的發電機會越多，而綜合耗量高的單元，其發電受到更多制約；綜合成本加權法在年合同電量月分解值滾動修正的基礎上，根據綜合成本指標考慮合同電量月滾動修正值和負荷率範圍，求出不同發電單元分配系統月度電量的權重係數，計算各發電單元的負荷率，並在負荷率偏差超出閾值時對其修正，從而制定各發電單元的月度電能交易計劃。上述兩種方法在安排月度電能交易計劃工作時，各發電公司負荷率偏差被限制在3％內，不同機組的負荷率調整範圍有限，難以在實現機組發電量公平的前提下使系統綜合成本大幅度降低。
技術實現要素：
針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種直調火力發電單元月度電能交易計劃制定的基尼係數法，其目的是提出一種在滿足直調火力發電單元電量公平性、節能、環保等約束條件下，能夠使該月的綜合成本最低的月度電能交易計劃。
本發明為了達到上述發明目的，是通過以下方式實現的：
直調火力發電單元月度電能交易計劃制定的基尼係數法，是利用基尼係數判斷機組電量公平性，將基尼係數引入到電力系統衡量機組電量公平性，機組剩餘負荷率滿足基尼係數小於0.3時，則符合機組電量公平性約束條件，具體包括：
設待編制月度電能交易計劃的月份為m月；
對本年度後期第i(m～12)月，各月天數為Di,則後期總剩餘天數為：
式(1)中：
Di表示第i月的天數，Dremain表示本年度後期總剩餘天數；
設第j個(共N個)待編制計劃的火力發電單元全年合同電量為Gcontract(單元：萬kWh)，容量為Cj(單位：萬kW)，截止到第m-1月已完成的發電量為Gcompletedj(單元：萬kWh),第i月的檢修容量·天數合計為Cmaintenancej(單元：萬kW·d)，則所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量為：
式(2)中：
Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數，Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量；
所有待編制計劃的火力發電單元總容量及第i月的總檢修容量·天數分別為：
式(3)和(4)中：
Cj表示第j個待編制計劃火力發電單元的容量，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第j個待編制計劃火力發電單元第月的檢修容量天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數；
所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和為：
式(5)中：
Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數；
若設第i月的系統負荷係數為(即第i月的系統負荷與全年系統負荷的比值)，則所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解值可按如下方法計算：
後期平均每天發電量為：
式(6)中：
Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，Dremain表示本年度後期總剩餘天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，後期平均每天發電量；
後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果為：
式(7)中：
表示後期平均每天發電量，D(i)表示第i月天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第月的系統負荷係數，E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果；
後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果為：
式(8)中：
E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果，Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，Gremain表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量；
在獲得所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解總值後，尚需將其分解到各個火力發電單元中去。具體分解方法如下：
第j發電單元第i月等效滿容量發電天數為：
第j發電單元第i月發電量初值為：
一次修正值為：
二次修正值為：
式(9)-(12)中：
D(i)表示第i月天數，表示第i月的檢修容量天數，Cj表示第j個待編制計劃的火力發電單元的容量，表示第j發電單元第i月等效滿容量發電天數，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，表示第發電單元第月發電量初值，Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gremainj表示第j個待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量；
將式(12)的結果代入式(11)即可求得第j發電單元第i月的年合同電量月分解值。該值既滿足後期每個單元剩餘合同電量Gremainj約束，又兼顧了所有單元需要完成的年合同電量月分解總值G(i)的約束；
設系統第m月天數為D(m)，待計劃的月度負荷電量空間為第j待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值為第m月第j單元日檢修容量·小時數為設T為每天的小時數，x(j)為剩餘負荷率即第m月第j火力發電單元剩餘發電量與合同電量的比值，βj為發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標等(單位：元/萬kWh)，在制定直調火力發電單元月度電能交易計劃時，可以通過適當的權重和物理量綱換算係數將多種特性參數進行綜合以形成βj(單位：元/萬kWh)，即：
βj＝μ1(0.01pfuelτj1)+μ2(10000τj2)+μ3(10000pelectτj3)+μ4(10000τj4) (13)；
式(13)中，
τj1表示發電單元單位煤耗率，g/kWh；pfuel表示燃料市場平均價格，元/t；τj2表示上網電價，元/kWh；τj3表示單位發電量時的網損電量平均微增率，kWh/kWh；pelect表示電網公司平均購電價格，元/kWh；τj4表示環境綜合指標，它反映單位發電量時的汙染物排放治理的綜合社會成本，元/kWh；βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；μk(k＝1～4)表示各分指標的權係數，滿足關係：
式(14)中：
μk表示各分指標的權係數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量為：
式(15)中：
表示所有火力發電單元第月的月度負荷電量，G(m)表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量；
第j發電單元第m月的剩餘發電能力為：
式(16)中：
Gability_remain(j)表示第發電單元第m月的剩餘發電能力，Cj表示第個待編制計劃的火力發電單元容量，D(m)表示第m月天數，表示第m月第單元日檢修容量小時數，T表示每天的小時數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的平均負荷率為：
式(17)中：
表示待計劃的月度負荷電量空間，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，G(m)表示表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率；
為在滿足直調火力發電單元電量公平性、節能、環保等約束條件下儘可能降低綜合成本，直調火力發電單元月度電能交易計劃的目標函數如下式所示：
式(18)中：
表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，x(j)表示剩餘負荷率，βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；
考慮到實際電網在安排月度電能交易計劃初期需要兼顧各方利益，故各發電公司的負荷率偏差一般不宜過大，通常可設定某一閾值，即負荷率可在1±γ範圍內調整：
式(19)中：
表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率，x(j)表示剩餘負荷率，γ表示某一閾值；
使用基尼係數對機組電量公平性進行約束，設x(i)、x(j)為第i、j發電單元的剩餘負荷率，y(t)、y(k)為發電單元中單位容量(容量單元為1MW)的剩餘負荷率，N(i)為第i發電單元包含的單位容量數，n為所有發電單元中包含的總的單位容量數，滿足
u為所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，滿足：
式(20)中：
x(i)表示第發電單元的剩餘負荷率，N(i)表示第發電單元包含的單位容量數，n表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值；
基尼係數直接計算法為：
式(21)中：
g表示基尼係數，n表示表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，y(t)、y(k)表示發電單元中單位容量(容量單元為1)的剩餘負荷率，N(i)、N(j)第發電單元包含的單位容量數,x(i)、x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率；
所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率滿足約束：
式(22)和(23)中：
x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率；
使用內點法求得一組最優的剩餘負荷率x(j)值後，將調整完的各單元的負荷率記為從而求出第j單元第m月的月度負荷量值並據此信息求解第m月各單元每日的計劃發電量，從而得到該月各天的負荷電量分解值，最終可求得各發電單元具體的月度電能交易計劃。
所述待編制月度電能交易計劃的月份為m月；
第m月基於綜合成本基尼係數法的直調火力發電單元月度電能交易計劃計算流程如下：
首先需要將年合同電量分解到月並進行滾動修正，對本年度後期第i(m～12)月，各月天數為Di,則後期總剩餘天數為：
式(24)中：
Di表示第i月的天數，Dremain表示本年度後期總剩餘天數；
設第j個(共N個)待編制計劃的火力發電單元全年合同電量為Gcontract(單元：萬kWh)，容量為Cj(單位：萬kW)，截止到第m-1月已完成的發電量為Gcompletedj(單元：萬kWh),第i月的檢修容量·天數合計為Cmaintenancej(單元：萬kW·d)，則所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量為：
式(25)中：
Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數，Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量；
所有待編制計劃的火力發電單元總容量及第i月的總檢修容量·天數分別為：
式(26)和(27)中：
Cj表示第j個待編制計劃火力發電單元的容量，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第j個待編制計劃火力發電單元第月的檢修容量天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數；
所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和為：
式(28)中：
Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數；
若設第i月的系統負荷係數為(即第i月的系統負荷與全年系統負荷的比值)，則所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解值可按如下方法計算：
後期平均每天發電量為：
式(29)中：
Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，Dremain表示本年度後期總剩餘天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，後期平均每天發電量；
後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果為：
式(30)中：
表示後期平均每天發電量，D(i)表示第i月天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第月的系統負荷係數，E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果；
後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果為：
式(31)中：
E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果，Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，Gremain表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量；
在獲得所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解總值後，尚需將其分解到各個火力發電單元中去；具體分解方法如下：
第j發電單元第i月等效滿容量發電天數為：
第j發電單元第i月發電量初值為：
一次修正值為：
二次修正值為：
式(32)-(35)中：
D(i)表示第i月天數，表示第i月的檢修容量天數，Cj表示第j個待編制計劃的火力發電單元的容量，表示第j發電單元第i月等效滿容量發電天數，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，表示第發電單元第月發電量初值，Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gremainj表示第j個待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量；
將式(35)的結果代入式(34)，即可求得第j發電單元第i月的年合同電量月分解值。該值既滿足後期每個單元剩餘合同電量Gremainj約束，又兼顧了所有單元需要完成的年合同電量月分解總值G(i)的約束；
所述待編制月度電能交易計劃的月份為m月，當得到第m月的年合同電量月分解值後，需求得使火力發電單元綜合成本最低的剩餘負荷率值，為實現機組電量公平性目標併兼顧各方利益，剩餘負荷率需滿足基尼係數約束並控制在一定範圍內，具體求解過程如下：
設系統第m月天數為D(m)，待計劃的月度負荷電量空間為第j待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值為第m月第j單元日檢修容量·小時數為設T為每天的小時數，x(j)為剩餘負荷率即第m月第j火力發電單元剩餘發電量與合同電量的比值，βj為發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標等(單位：元/萬kWh)，在制定直調火力發電單元月度電能交易計劃時，可以通過適當的權重和物理量綱換算係數將多種特性參數進行綜合以形成βj(單位：元/萬kWh)，即：
βj＝μ1(0.01pfuelτj1)+μ2(10000τj2)+μ3(10000pelectτj3)+μ4(10000τj4) (36)；
式(36)中：
式中，τj1表示發電單元單位煤耗率，g/kWh；pfuel表示燃料市場平均價格，元/t；τj2表示上網電價，元/kWh；τj3表示單位發電量時的網損電量平均微增率，kWh/kWh；pelect表示電網公司平均購電價格,元/kWh；τj4表示環境綜合指標，它反映單位發電量時的汙染物排放治理的綜合社會成本，元/kWh；βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；μk(k＝1～4)表示各分指標的權係數，滿足關係：
式(37)中：
μk表示各分指標的權係數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量為：
式(38)中：
表示所有火力發電單元第月的月度負荷電量，G(m)表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量；
第j發電單元第m月的剩餘發電能力為：
式(39)中：
Gability_remain(j)表示第發電單元第m月的剩餘發電能力，Cj表示第個待編制計劃的火力發電單元容量，D(m)表示第m月天數，表示第m月第單元日檢修容量小時數，T表示每天的小時數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的平均負荷率為：
式(40)中：
表示待計劃的月度負荷電量空間，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，G(m)表示表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率；
為在滿足直調火力發電單元電量公平性、節能、環保等約束條件下儘可能降低綜合成本，直調火力發電單元月度電能交易計劃的目標函數如下式所示：
式(41)中：
表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，x(j)表示剩餘負荷率，βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；
考慮到實際電網在安排月度電能交易計劃初期需要兼顧各方利益，故各發電公司的負荷率偏差一般不宜過大，通常可設定某一閾值，即負荷率可在範圍內調整：
式(42)中：
表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率，x(j)表示剩餘負荷率，γ表示某一閾值；
使用基尼係數對機組電量公平性進行約束，設為第發電單元的剩餘負荷率，、為發電單元中單位容量(容量單元為1)的剩餘負荷率，為第發電單元包含的單位容量數，為所有發電單元中包含的總的單位容量數，滿足
u為所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，滿足：
式(43)中：
x(i)表示第發電單元的剩餘負荷率，N(i)表示第發電單元包含的單位容量數，n表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值；
基尼係數直接計算法為：
式(44)中：
g表示基尼係數，n表示表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，y(t)、y(k)表示發電單元中單位容量(容量單元為1)的剩餘負荷率，N(i)、N(j)第發電單元包含的單位容量數,x(i)、x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率；
所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率滿足約束：
式(45)和(46)中：
x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率；
使用內點法求得一組最優的剩餘負荷率x(j)值後，將調整完的各單元的負荷率記為從而求出第j單元第m月的月度負荷量值並據此信息求解第m月各單元每日的計劃發電量，從而得到該月各天的負荷電量分解值，最終可求得各發電單元具體的月度電能交易計劃。
所述基尼係數法與已有月度電能交易計劃方法在不同負荷率允許偏差下的綜合成本節約值相比較，採用平均分解方式即各單元負荷率均等於平均負荷率時的綜合成本值560086276元作為基準，將綜合成本加權法、負荷率偏差法、基尼係數約束法與此值分別比較可得出三種方法的綜合成本節約值。
所述負荷率偏差法，當小於等於0.06時，剩餘負荷率的基尼係數小於0.3；對綜合成本加權法而言，當大於0.04時，加權修正後的負荷率均在發電單元負荷率控制上下限內，綜合成本加權法將不能繼續降低綜合成本。
所述負荷率偏差法，在取值為0.01到0.06之間時，基尼係數約束法的綜合成本節約值大於負荷率偏差法和綜合成本加權法的綜合成本節約值。
所述基尼係數法，在g<0.3的約束條件下可繼續放大值。
本發明由於採用以上技術方案，具有以下優點：
1、所有待編制計劃火力發電單元剩餘負荷率滿足基尼係數約束，能夠實現在保證機組電量公平性、節能、環保等約束條件下火力發電單元綜合成本最低的目標，這種月度交易計劃可以在兼顧交易、能源、環境情況下將經濟效益最大化。
2、機組剩餘負荷率同時受到負荷率偏差閾值與基尼係數的約束，在剩餘負荷率滿足基尼係數約束的前提下可對負荷率偏差閾值進行適當放寬，只要適度放寬範圍，火力發電單元綜合成本就會降低，通過不斷調試可得到一組最佳值。
3、在相同基尼係數下，基於基尼係數約束法的直調火力發電單元月度電能交易計劃綜合成本低於負荷率偏差法和綜合成本加權法。與綜合成本加權法相比，基尼係數約束法負荷率偏差調節範圍大，適用範圍廣，綜合成本更低；與負荷率偏差法相比，基尼係數約束法更加公平，綜合成本更低。
附圖說明
圖1是本發明的流程圖；
圖2是本發明中三種月度電能交易計劃方法在不同負荷率允許偏差下的綜合成本節約值比較圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細的描述。
實施例1：
本發明是一種直調火力發電單元月度電能交易計劃制定的基尼係數法。本發明在滿足直調火力發電單元電量公平性、節能、環保等約束條件下，能夠使火力發電單元綜合成本最低的月度電能交易計劃。
本發明利用基尼係數判斷機組電量公平性。基尼係數廣泛應用於經濟領域，是國際上通用的衡量公平程度的指標，通常作為一個從總體上衡量一定範圍內居民收入分配不均等程度的相對量統計指標，其值域僅為[0，1]，基尼係數是一個比值，數值越小越公平，越大越不公平，按照聯合國有關組織規定，基尼係數小於0.3時收入公平。將基尼係數引入到電力系統衡量機組電量公平性，機組剩餘負荷率滿足基尼係數小於0.3時符合機組電量公平性約束條件。
設待編制月度電能交易計劃的月份為m月。
對本年度後期第i(m～12)月，各月天數為Di,則後期總剩餘天數為：
式(1)中：
Di表示第i月的天數，Dremain表示本年度後期總剩餘天數。
設第j個(共N個)待編制計劃的火力發電單元全年合同電量為Gcontract(單元：萬kWh)，容量為Cj(單位：萬kW)，截止到第m-1月已完成的發電量為Gcompletedj(單元：萬kWh),第i月的檢修容量·天數合計為Cmaintenancej(單元：萬kW·d)，則所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量為：
式(2)中：
Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數，Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量。
所有待編制計劃的火力發電單元總容量及第i月的總檢修容量·天數分別為：
式(3)和(4)中：
Cj表示第j個待編制計劃火力發電單元的容量，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第j個待編制計劃火力發電單元第月的檢修容量天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數。
所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和為
式(5)中：
Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數。
若設第i月的系統負荷係數為(即第i月的系統負荷與全年系統負荷的比值)，則所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解值可按如下方法計算：
後期平均每天發電量為：
式(6)中：
Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，Dremain表示本年度後期總剩餘天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，後期平均每天發電量。
後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果為：
式(7)中：
表示後期平均每天發電量，D(i)表示第i月天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第月的系統負荷係數，E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果。
後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果為：
式(8)中：
E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果，
Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，Gremain表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量。
在獲得所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解總值後，尚需將其分解到各個火力發電單元中去。具體分解方法如下：
第j發電單元第i月等效滿容量發電天數為：
第j發電單元第i月發電量初值為：
一次修正值為：
二次修正值為：
式(9)-(12)中：
D(i)表示第i月天數，表示第i月的檢修容量天數，Cj表示第j個待編制計劃的火力發電單元的容量，表示第j發電單元第i月等效滿容量發電天數，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，表示第發電單元第月發電量初值，Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gremainj表示第j個待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量。
將式(12)的結果代入式(11)，即可求得第j發電單元第i月的年合同電量月分解值。該值既滿足後期每個單元剩餘合同電量Gremainj約束，又兼顧了所有單元需要完成的年合同電量月分解總值G(i)的約束；
設系統第m月天數為D(m)，待計劃的月度負荷電量空間為第j待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值為第m月第j單元日檢修容量·小時數為設T為每天的小時數，x(j)為剩餘負荷率即第m月第j火力發電單元剩餘發電量與合同電量的比值，βj為發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標等(單位：元/萬kWh)，在制定直調火力發電單元月度電能交易計劃時，可以通過適當的權重和物理量綱換算係數將多種特性參數進行綜合以形成βj(單位：元/萬kWh)，即：
βj＝μ1(0.01pfuelτj1)+μ2(10000τj2)+μ3(10000pelectτj3)+μ4(10000τj4) (13)；
式(13)中，
式中，τj1表示發電單元單位煤耗率，g/kWh；pfuel表示燃料市場平均價格，元/t；τj2表示上網電價，元/kWh；τj3表示單位發電量時的網損電量平均微增率，kWh/kWh；pelect表示電網公司平均購電價格,元/kWh；τj4表示環境綜合指標，它反映單位發電量時的汙染物排放治理的綜合社會成本，元/kWh；βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；μk(k＝1～4)表示各分指標的權係數，滿足關係：
式(14)中：
μk表示各分指標的權係數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量為：
式(15)中：
表示所有火力發電單元第月的月度負荷電量，G(m)表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量；
第j發電單元第m月的剩餘發電能力為：
式(16)中：
Gability_remain(j)表示第發電單元第m月的剩餘發電能力，Cj表示第個待編制計劃的火力發電單元容量，D(m)表示第m月天數，表示第m月第單元日檢修容量小時數，T表示每天的小時數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的平均負荷率為：
式(17)中：
表示待計劃的月度負荷電量空間，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，G(m)表示表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率；
為在滿足直調火力發電單元電量公平性、節能、環保等約束條件下儘可能降低綜合成本，直調火力發電單元月度電能交易計劃的目標函數如下式所示：
式(18)中：
表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，x(j)表示剩餘負荷率，βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；
考慮到實際電網在安排月度電能交易計劃初期需要兼顧各方利益，故各發電公司的負荷率偏差一般不宜過大，通常可設定某一閾值，即負荷率可在1±γ範圍內調整：
式(19)中：
表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率，x(j)表示剩餘負荷率，γ表示某一閾值；
使用基尼係數對機組電量公平性進行約束，設x(i)、x(j)為第i、j發電單元的剩餘負荷率，y(t)、y(k)為發電單元中單位容量(容量單元為1MW)的剩餘負荷率，N(i)為第i發電單元包含的單位容量數，n為所有發電單元中包含的總的單位容量數，滿足
u為所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，滿足：
式(20)中：
x(i)表示第發電單元的剩餘負荷率，N(i)表示第發電單元包含的單位容量數，n表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值；
基尼係數直接計算法為：
式(21)中：
g表示基尼係數，n表示表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，y(t)、y(k)表示發電單元中單位容量(容量單元為1)的剩餘負荷率，N(i)、N(j)第發電單元包含的單位容量數,x(i)、x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率；
所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率滿足約束：
式(22)和(23)中：
x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率；
使用內點法求得一組最優的剩餘負荷率x(j)值後，將調整完的各單元的負荷率記為從而求出第j單元第m月的月度負荷量值並據此信息求解第m月各單元每日的計劃發電量，從而得到該月各天的負荷電量分解值，最終可求得各發電單元具體的月度電能交易計劃。
實施例2：
本發明使用基尼係數判斷機組電量公平性。基尼係數廣泛應用於經濟領域，是國際上通用的衡量公平程度的指標，通常作為一個從總體上衡量一定範圍內居民收入分配不均等程度的相對量統計指標，其值域僅為[0，1]，基尼係數是一個比值，數值越小越公平，越大越不公平，按照聯合國有關組織規定，基尼係數小於0.3時收入公平。將基尼係數引入到電力系統衡量機組電量公平性，機組剩餘負荷率滿足基尼係數小於0.3時符合機組電量公平性約束條件。
第m月基於綜合成本基尼係數法的直調火力發電單元月度電能交易計劃計算流程如圖1所示。
首先需要將年合同電量分解到月並進行滾動修正，對本年度後期第i(m～12)月，各月天數為Di,則後期總剩餘天數為：
式(24)中：
Di表示第i月的天數，Dremain表示本年度後期總剩餘天數；
設第j個(共N個)待編制計劃的火力發電單元全年合同電量為Gcontract(單元：萬kWh)，容量為Cj(單位：萬kW)，截止到第m-1月已完成的發電量為Gcompletedj(單元：萬kWh),第i月的檢修容量·天數合計為Cmaintenancej(單元：萬kW·d)，則所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量為：
式(25)中：
Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數，Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量。
所有待編制計劃的火力發電單元總容量及第i月的總檢修容量·天數分別為：
式(26)和(27)中：
式(3)和(4)中：
Cj表示第j個待編制計劃火力發電單元的容量，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第j個待編制計劃火力發電單元第月的檢修容量天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數。
所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和為：
式(28)中：
Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，N表示待編制計劃的火力發電單元總機組數。
若設第i月的系統負荷係數為(即第i月的系統負荷與全年系統負荷的比值)，則所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解值可按如下方法計算：
後期平均每天發電量為：
式(29)中：
Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，Dremain表示本年度後期總剩餘天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，後期平均每天發電量。
後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果為：
式(30)中：
表示後期平均每天發電量，D(i)表示第i月天數，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的總檢修容量天數，C表示所有待編制計劃的火力發電單元總容量，表示第月的系統負荷係數，E(i)表示後期第i月發電量經該月負荷係數加權修正後的中間結果。
後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果為：
式(31)中：
Gcontract表示所有待編制計劃的火力發電單元全年總合同電量，Gcompleted表示所有待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量總和，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，Gremain表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量。
在獲得所有待編制計劃的火力發電單元後期剩餘月份(m～12)中各月的年合同電量月分解總值後，尚需將其分解到各個火力發電單元中去。具體分解方法如下：
第j發電單元第i月等效滿容量發電天數為：
第j發電單元第i月發電量初值為：
一次修正值為：
二次修正值為：
式(32)-(35)中：
D(i)表示第i月天數，表示第i月的檢修容量天數，Cj表示第j個待編制計劃的火力發電單元的容量，表示第j發電單元第i月等效滿容量發電天數，G(i)表示後期第i月的年合同電量月分解總值的最終結果，表示第發電單元第月發電量初值，Gcontractj表示第j個待編制計劃的火力發電單元全年合同電量，Gcompletedj表示第個待編制計劃的火力發電單元截止到第m-1月已完成的發電量，Gremainj表示第j個待編制計劃的火力發電單元剩餘發電量；
將式(35)的結果代入式(34)，即可求得第j發電單元第i月的年合同電量月分解值。該值既滿足後期每個單元剩餘合同電量Gremainj約束，又兼顧了所有單元需要完成的年合同電量月分解總值G(i)的約束；
如圖1所示，得到第m月的年合同電量月分解值後，需求得使火力發電單元綜合成本最低的剩餘負荷率值，為實現機組電量公平性目標併兼顧各方利益，剩餘負荷率需滿足基尼係數約束並控制在一定範圍內，具體求解過程如下。
設系統第m月天數為D(m)，待計劃的月度負荷電量空間為第j待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值為第m月第j單元日檢修容量·小時數為設T為每天的小時數，x(j)為剩餘負荷率即第m月第j火力發電單元剩餘發電量與合同電量的比值，βj為發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標等(單位：元/萬kWh)，在制定直調火力發電單元月度電能交易計劃時，可以通過適當的權重和物理量綱換算係數將多種特性參數進行綜合以形成βj(單位：元/萬kWh)，即：
βj＝μ1(0.01pfuelτj1)+μ2(10000τj2)+μ3(10000pelectτj3)+μ4(10000τj4) (36)；
式(36)中：
式中，τj1表示發電單元單位煤耗率，g/kWh；pfuel表示燃料市場平均價格，元/t；τj2表示上網電價，元/kWh；τj3表示單位發電量時的網損電量平均微增率，kWh/kWh；pelect表示電網公司平均購電價格,元/kWh；τj4表示環境綜合指標，它反映單位發電量時的汙染物排放治理的綜合社會成本，元/kWh；βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；μk(k＝1～4)表示各分指標的權係數，滿足關係：
式(37)中：
μk表示各分指標的權係數；
所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量為：
式(38)中：
表示所有火力發電單元第月的月度負荷電量，G(m)表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第m月的剩餘發電量。
第j發電單元第m月的剩餘發電能力為：
式(39)中：
Gability_remain(j)表示第發電單元第m月的剩餘發電能力，Cj表示第個待編制計劃的火力發電單元容量，D(m)表示第m月天數，表示第m月第單元日檢修容量小時數，T表示每天的小時數；
所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率為：
式(40)中：
表示待計劃的月度負荷電量空間，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，G(m)表示表示第月的年合同電量月分解總值，表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率。
為在滿足直調火力發電單元電量公平性、節能、環保等約束條件下儘可能降低綜合成本，直調火力發電單元月度電能交易計劃的目標函數如下式所示：
式(41)中：
表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，x(j)表示剩餘負荷率，βj表示發電煤耗率、上網電價、環保指標、網損微增率或包含這些因素的某種綜合指標；
考慮到實際電網在安排月度電能交易計劃初期需要兼顧各方利益，故各發電公司的負荷率偏差一般不宜過大，通常可設定某一閾值，即負荷率可在範圍內調整
式(42)中：
表示所有待編制計劃的火力發電單元第月的平均負荷率，x(j)表示剩餘負荷率，γ表示某一閾值。
使用基尼係數對機組電量公平性進行約束，設為第發電單元的剩餘負荷率，、為發電單元中單位容量(容量單元為1)的剩餘負荷率，為第發電單元包含的單位容量數，為所有發電單元中包含的總的單位容量數，滿足
u為所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，滿足：
式(43)中：
x(i)表示第發電單元的剩餘負荷率，N(i)表示第發電單元包含的單位容量數，n表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值；
基尼係數直接計算法為：
式(44)中：
g表示基尼係數，n表示表示所有發電單元中包含的總的單位容量數，u表示所有發電單元中單位容量剩餘負荷率值均值，y(t)、y(k)表示發電單元中單位容量(容量單元為1)的剩餘負荷率，N(i)、N(j)第發電單元包含的單位容量數,x(i)、x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率；
所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率滿足約束：
式(45)和(46)中：
x(j)表示第發電單元的剩餘負荷率，表示第待編制計劃的火力發電單元的年合同電量月分解值，表示所有待編制計劃的火力發電單元剩餘負荷率。
使用內點法求得一組最優的剩餘負荷率x(j)值後，將調整完的各單元的負荷率記為從而求出第j單元第m月的月度負荷量值並據此信息求解第m月各單元每日的計劃發電量，從而得到該月各天的負荷電量分解值，最終可求得各發電單元具體的月度電能交易計劃。
基尼係數約束法與已有月度電能交易計劃方法在不同負荷率允許偏差下的綜合成本節約值比較如圖2所示，採用平均分解方式即各單元負荷率均等於平均負荷率時的綜合成本值560086276元作為基準，將綜合成本加權法、負荷率偏差法、基尼係數約束法與此值分別比較可得出三種方法的綜合成本節約值。
在圖2算例中，對負荷率偏差法而言，當小於等於0.06時，剩餘負荷率的基尼係數小於0.3；對綜合成本加權法而言，當大於0.04時，加權修正後的負荷率均在發電單元負荷率控制上下限內，綜合成本加權法將不能繼續降低綜合成本。
如圖2所示，在取值為0.01到0.06之間時，基尼係數約束法的綜合成本節約值大於負荷率偏差法和綜合成本加權法的綜合成本節約值，能夠實現在保證火力發電單元電量公平性的前提下進一步降低綜合成本節約值的目標。
此外，基尼係數約束法在g<0.3的約束條件下可繼續放大值，從而繼續降低綜合成本，該方法同時滿足了機組電量公平性、環境保護、節能減排等約束，在降低直調火力發電單元綜合成本的同時兼顧了節能減排工作。
需要說明的是，以上實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替換或者等效變換、改進等方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。