管理科学在电力系统的应用.docx
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管理科学在电力系统的应用
管理科学在电力系统的应用
电力系统忧化调度协调实际
1.前言
随着全国联网和竟争性电力市场的树立,以及国度节能、环保、经济调度(节能、降耗、减排>政策的实施,互联电力系统运转中不确定要素能够不时增多,各种运转风险将难于预测。
因此,研讨电力系统优化调度协调模型及机制,提高电网调度决策智能化水平,对确保电网平安与经济运转有着极端重要的意义。
而过去的研讨中,把电力系统优化调度间题分解为多个优化调度子间题并停止简化,未充沛思索各个子间题之间的协分配合,缺少把这些孤立的功用整合协调起来的实际支持,特别是缺少在空间尺度、时间尺度、电力消费环节上协调年度、月度周、日前调度买卖方案、实时平衡调度方案,缺少统筹平安与经济、真正适用的电力优化调度协调控制系统,各个子间题的优化调度计算结果主要依托人工调度来协谐和修正,使得优化调度效果及电力调度决策智能化水平大打折扣。
本文在文献的基础上,论述电力系统优化调度协调实际的全体框架,提出了优化调度在调度空间尺度、时间尺度、电力消费环节、控制对象、电网平安动摇控制战略、优化目的、〝三公〞调度等方面的协调调度机制及模型。
我国目前设置有国度、区域、省级的电力调度中卜和电力买卖中卜,区分担任跨区域、跨省和省内电力调度及电力买卖方案的制定。
本文在论述优化调度协调实际时,主要侧重于优化调度协调的描画。
为简化表达,将电力调度中心和电力买卖中心的功用兼并在一同停止论述,并将相应的电力调度中心和电力买卖中心简称为国调、区域谐和省调。
2.内容
1.忧化调度协调实际的全体框架
电力系统优化调度研讨的是电力系统最优运转形状,其模型1-3]是一个思索时间及空间变化(变量)的静态优化决策模型,求解难度大。
但可以从空间尺度、时间尺度、电力消费环节上将该间题分解为年度、月度、周、日前、滚动1]、实时平衡等优化调度1-4]以及偏向及电网阻塞在线校正控制与跨区域、跨省、省内调度等子间题,其中,偏向及电网阻塞在线校正控制也称为偏向及电网阻塞校正控制,包括电网阻塞在线校正控制及自动发电控制(AGC>在此基础上,寻觅最优的协调方法来整合协调各时间和空
间尺度上的调度方案,以满足电力系统平安动摇、经济运转的要求和地下、公允、公正(三公>的调度原那么,亦即:
电力系统优化调度协调实际研讨在电网平安动摇运转和电网经济运转2个目的的前提下协调各个子间题,完成平安约束下的经济调度义务,到达在电网平安约束条件下经济效益最大化的总体目的。
年度、月度、周、日前、滚动和实时平衡优化调度都是基于负荷预测的优化调度,普通是在平安约束条件及某些经济约束条件下经济本钱最小的优化偏向及电网阻塞校正控制是基于电网实时运转形状的校正控制,是对每个调度时段4]内出现电网阻塞及功率不平衡后停止的控制,普通运用恢复时间最短、或调整量最小、或找到最近的可行运转点作为控制目的。
电力系统优化调度需求思索如下协调间题:
1)在调度空间尺度上的协调
在调度空间尺度上,各级调度需求思索与上一级联络线、下一级联络线的年度、月度、周、日前、实时平衡优化调度方案,即跨区域、跨省及省内年度、月度、周、日前、实时平衡优化调度买卖方案之间的协调。
2)在调度时间尺度上的协调
在调度时间尺度上,需求思索年度、月度、周、日前、滚动、实时平衡优化调度、偏向及电网阻塞在线校正控制之间的协调。
3)在电力消费环节上的协调
电力系统优化调度需求思索与电力消费的发电、输电、配电、批发等4个延续性环节的协调,需求思索与竟争性电力市场的协调,需求思索与节能、环保、经济调度(节能、降耗、减排)为目的的节能发电调度的协调。
4)在统筹平安与经济的优化目的上的协调
电力系统优化调度的目的通常包括经济型目的和平安型目的。
统筹平安与经济优化目的的协调,研讨的是如何协调平安和经济的双重目的、如何实
现平安约束下经济效益最大化的效果。
5)电力优化调度与电网平安动摇控制战略的协调
在时间尺度和空间尺度上,年度、月度、周、日前、滚动、实时平衡优化调度和偏向及电网阻塞校正控制都需求思索与其相顺应的电网平安动摇控制战略停止协调。
6)在有功与无功控制对象上的协调
电力系统优化调度需求协调有功和无功出力、有功与无功的协调控制间题,研讨的是如何协调有功优化与无功优化的关系,以满足平安运转条件下经济效益最大化。
7)电力优化调度与〔三公〕调度的协调
电力系统优化调度还需求思索与地下、公允、公正的〔三公〕调度的协调效果。
限于篇幅,本文主要讨论优化调度在空间尺度、电力消费环节、电网平安动摇控制战略、优化目的、〔三公〕调度等方面的协调调度机制及协调调度模型,并略去数学模型的描画。
至于优化调度在时间尺度(时间维)、控制维等方面的协调,参见文献
[1,3]。
2在调度空间尺度上的协调
2.1总体原那么
电力优化调度在空间尺度上的协调,就是研讨跨区域、跨省及省内优化调度买卖方案如何协调及电网平安如何分工控制。
正常状况下,资源优化配置的范围越大那么越能取得更大的效益,决议了跨区域调度买卖成交优先级应高于跨省调度买卖,跨省调度买卖成交优先级也应高于省内调度买卖。
为了尽能够完成动力在全国范围内的优化配置,各省调、区域调应将省、区域的电力供求关系有效传递至国调,将国度、区域的调度买卖结果(跨区域、跨省调度方案)归入省内电力电量平衡,并优先执行和结算,完成电力资源优化配置。
依照一致调度、分级管理的原那么,分层停止电网平安校正,国调担任调度管辖范围内电网及跨区域输电线的平安校正,区域调担任调度管辖范围内电网及跨省联络线的平安校正,省调担任省调调度电网的平安校正,完成三级调度体系分层协调控制。
依照地下、透明的
原那么,经过各级电力调度买卖中卜传递信息,完成三级调度买卖信息疏通。
当优化调度方案执行进程中输电线路出现阻塞时,应以资源优化配置效益最大化为原那么,优先保证上一级调度买卖的成交合同优先完成。
假设省间输电线出现输电阻塞,为了保证国度调度买卖的合同完成,应扩充在区域调度买卖构成的买卖合同,当省内出现输电阻塞时,为了保证国度和区域调度买卖的合同完成,应扩充在省级调度买卖构成的买卖合同。
对同一级调度买卖构成的合同,经过市场竟争构成的合同优先完成,对同类型的合同,按价钱优先的原那么,价钱低的优先完成。
区域调在停止区域内
合同分解到日、思索省间输电平安约束的进程中,要优先完成国度调度买卖的成交合同,异样,省调要优先完成国度、区域调度买卖的成交合同。
三级调度买卖方案的协调运作见图1。
图l三级调度买卖方案的协调运作
F:
g.lC。
。
rd:
nat:
ng。
perat:
ng:
nthree-level
D:
patch:
ngandtrad:
ng,chedule
2.2协调调度模型与方法
在空间尺度上,由于电力系统优化调度触及的范围大,在停止优化时有必要采用分层分区的协调原那么因此,在对跨区域、跨省和省内电网调度买卖方案的制定流程停止协调设计时,为了提高效率,应尽能够采取、自下而上预决策(预布置)及申报、自上而下决策、全体优化(全国优化)、多级多类优化协调、逐级逐类细化"的思绪,省调将省内的电力电量供求数据曲线有效地传递到区域调,并进一步传递到国调3同时,国调制定的跨区域调度买卖方案应作为区域调制定区域内调度买卖方案的边界条件,区域调制定的跨省调度买卖方案应作为省调制定省内调度买卖方案的边界条件省内调度买卖方案与省外(跨省跨区域)调度买卖方案(年、月、周、日、实时)的协调如图2所示
图2省内调度买卖方案与省外调度买卖方案的协调
F:
g.2C。
。
rd:
nat:
ngbetween:
n,:
de-pr。
v:
nce,chedule
and。
ut,:
de-pr。
v:
nce,chedul
详细协调进程如下:
1)省调担任制定的调度买卖方案包括:
制定省内调度买卖方案,制定参与省外购电售电的报价曲线(包括购电报价曲线、售电报价曲线),参与国调、
区域调组织的调度买卖。
2)在省内电厂自愿的前提下,省调调度的电厂,在已签署的各类双边/多边买卖合同的基础上,可以在各时间级(年度,或月度,或周,或日,或实时,以下同)向省调申报希望在省内成交的报价曲线和省外成交的报价曲线3具有一定条件的大用户可以在各时间级向省调申报购电报价曲线国调、区域调直接调度的电厂,在已签署的各类双边/多边买卖合同的基础上,可以在各时间级区分向国调、区域调申报报价曲线。
3)各省调首先停止省内电力电量平衡预布置
在思索上一时间级省内优化调度方案及省外优化调度方案(省外购售电方案)的基础上,依据以后时间级的供需状况、电网平安约束条件、双边/多边买卖合同、电厂报价、大用户报价等,制定以后时间级初步的省内购电售电调度买卖方案3同时,还必需为下一时间级优化调度预留一定的调度控制空间这样,在思索主要不确定性要素的基础上,使以后时间级优化调度与下一时间级优化调度之间可以自然衔接、陡峭过渡,从而片面提高平安效益、经济效益和社会效益。
4)省调作为售电主体(在省内电厂自愿的前提下,省调以委托买卖的方式组织省内剩余发电资源)或作为购电主体,直接参与国度或区域调度买卖(购电或售电买卖)在省内电力电量平衡预布置的基础上,依据省内电网与区域电网的联络线保送才干以及曾经签署的各类联络线输电合同(思索上一时间级的省外购售电方案),向区域调申报在一定条件下的购电报价曲线和一定条件下的售电报价曲线制定报价曲线的原那么是:
综合思索跨省及省内输电价钱、输电网损(关于输电费用、输电网损一致思索的区域,可以不思索此间题)、跨省跨区域双边/多边买卖合同、电厂报价、电网平安约束等要素,以购电费用最小及购售电买卖量最大为目的,优化省内市
场的资源配置。
5)区域调依据各省调的跨省跨区域购电报价曲线和售电报价曲线的申报、区域调直接调度电厂的报价曲线的申报,以及跨省跨区域双边/多边买卖合同,构成区域内以后时间级的综合供应曲线和需求曲线,在思索上一时间级区域内优化调度方案及区域外(跨省跨区域)优化调度方案(区域外购售电方案)的基础上,并依据区域电网的平安约束,构成区域内以后时间级的初步伐度买卖方案,同时为下一时间级优化调度预留一定的调度控制空间,在综合思索跨区域输电价钱、输电网损等要素的基础上,再向国调申报跨区域购电售电报价曲线。
6)国调依据各区域调购电报价曲线和售电报价曲线的申报、国调直接调度的电厂的报价曲线的申报,以及跨省跨区域双边/多边买卖合同,综合思索跨区域联络线输电才干的约束及上一时间级跨区域调度方案,停止买卖决策,构成跨区域以后时间级的购售电调度买卖方案,并将各时段成交电量落实到相应的联络线3同时为下一时间级优化调度预留一定的调度控制空间。
7)区域调依据国调制定的以后时间级跨区域调度买卖方案,在思索上一时间级区域内优化调度方案及跨省跨区域优化调度方案、并同时为下一时间级优化调度预留一定的调度控制空间的基础上,停止区域买卖决策,构成以后时间级区域内优化调度方案及跨省购售电调度买卖方案。
8)省调依据区域调制定的以后时间级跨省购售电调度买卖方案,在思索上一时间级省内优化调度方案及省外优化调度方案(省外购售电方案)、并为下一时间级优化调度预留一定的调度控制空间的基础上,相应调整(修正)省内初步的购售电调度买卖方案,构成以后时间级的省内购售电调度买卖方案。
关于中临时和提早数小时以上的买卖,有足够的时间依照上述〝自下而上预决策及申报、自上而下决策〞的原那么和时序完成三级调度买卖方案协调。
当然,省调也可以在思索省间剩余的输电容量、跨区域跨省输电价钱、输电网损等要素的基础上,直接向国调申报跨区域的购电报价曲线和售电报价曲线,由国调、区域调协调决策。
〝自下而上预决策及申报、自上而下决策、全体优化(全国优化)、多级多类优化协调、逐级逐类细化〞的详细协调进程中,思索了各级调度买卖方案在以后时间级之间的协调、以后时间级与上一时间级的各级调度买卖方案的优化协调,以及以后时间级与下一时间级的各级优化调度的协调。
上述优化调度协调形式不会形成省间、区域间壁垒,可以完成资源在全国范围内的优化配置,如图3所示
3.在统筹平安与经济的忧化目的上的协调
平安与经济的协调间题,研讨的是如何在平安与经济2个目的之间停止统筹协调,到达在平安允许条件下的经济效益最大化的总体目的[5-6]。
电力系统优化调度的最优目的与约束条件之间的关系在一定意义上是经济性与平安性之间的关系,目的与约束之间具有一种〝对偶〞关系。
这种对偶关系有2层含义:
其一,约束和目的可以以某种方式停止〝转换〞,这种性质在线性规划对偶实际中已取得严厉的证明,在非线性规划中至少是局部红立的(由于非线性模型在局部可以线性化);其二,平安约束条件越严厉,经济目的的优化性就会越差,为了失掉更优的结果,在确保电网平安运转的条件下,凡可以放宽约束的中央就应适当放宽。
因此,在优化调度中对平安和经济2个目的存在不同的侧重[1-3]:
年度、月度、周、日前、滚动优化调度目的主要思索经济性,将电网平安作为约束条件;偏向及电网阻塞在线校正控制主要以电网平安运转作为目的;实时平衡优化调度中的电网平安必需片面思索,在电网平安运转基础上优化经济调度目的。
4.在电力消费环节上的协调
在发电环节,从国际阅历看,目前的发电调度规那么主要有3种形式:
1)发电调度形式Ⅰ:
在满足电网平安约束的前提下,对各类机组平均分配发电应用小时数的调度形式。
目前,中国大少数省(自治区、直辖市)及一些开展中国度运用该发电调度形式。
该形式不利于〝节能、环保、经济调度〞目的的实施。
2)发电调度形式Ⅱ:
在满足电网平安约束的前提下,依照节能、环保机组优先发电的原那么,实施节能、环保排序的调度形式,该形式称为:
节能、环保、经济发电调度形式。
亦即:
在保证电力平安牢靠供应的前提下,按各类发电机组的效率(能耗水平或煤耗、油耗目的和环保排放目的)停止综合排序,实行有序调度,最大限制地表达浪费动力、维护环境的产业政策,完成节能、降耗、减排的目的。
该形式要求依法贯彻落实国度可再生动力法中有关可再生动力发电电价、电量等政策,加大对可再生动力的培植力度,完成水电等可再生动力全额上网。
一些国度运用过或正在运用该发电调度形式。
中国目前正在预备推行该形式。
3)发电调度形式Ⅲ:
在满足电网平安约束及节能环保排放目的的前提下,对发电调度实行市场机制(竟争性电力市场),依照电厂(机组)的报价停止发电排序调度,发扬高效率发电机组综合优势。
目前,一些市场经济比拟完善的国度运用该形式。
中国目前也正在推行该形式。
当然,该形式也统筹可再生动力、环保动力的有关政策。
需求说明的是,在发电调度形式Ⅱ向发电调度形式Ⅲ过渡进程中、或发电调度形式Ⅱ与发电调度形式Ⅲ混合运用进程中,需求细心研讨这2种发电调度形式的协调机制。
完成节能环保调度的目的有2种方法:
一是按能耗(煤耗、油耗等)目的停止排序调度发扬高效率发电机组优势(即发电调度形式Ⅱ〕但缺陷是机组的能耗目的停止准确测算的难度大,统筹各方利益的难度大,并且,电网运转方式千变万化,运转中存在暂时停运检修、备用、无功功率分层分区平衡等间题,假设单纯依据能耗调度,将能够会惹起各种矛盾,二是经过市场化的手腕,发扬高效率发电机组优势,来到达节能降耗目的(即发电调度形式Ⅲ)。
2种方法的共同点是尽量发扬高效率发电机组优势,依照效率优先的原那么停止调度买卖后一种方法显然包括前一种方法,但能克制前一种方法的缺陷,市场化手腕从实践动身,可以统筹多方利益,提高效率,有助于为企业和政府化解矛盾这也是目前世界上许多市场机制比拟完善的国度推行发电调度形式Ⅲ(竟争性电力市场)的缘由之一。
电力系统平安与经济的优化调度,是指在满足各种平安性约束以及向电力用户平安牢靠供电的条件下,合理布置电源(电厂、机组)运转方式及电网运转方式,使总的运转费用最少或其他目的最优、或社会效益最大。
合理布置电源运转方式主要包括:
①机组最优投入(机组优化组合间题)②平安经济调度(功率经济分配间题)③火电、水电、核电、燃气电站等的优化调度协调,合理布置电网运转方式,主要包括:
在保证平安动摇运转及牢靠供电的前提下,合理布置电网检修方案,合理布置电网的潮流散布以及各节点电压水平尽量降低输配电损耗。
总之,优化调度在电力消费环节,在保证平安动摇运转的前提下,一方面依照规则的发电调度形式对发电环节停止优化调度,向电力用户牢靠供电,另一方面,合理布置、调整电网运转方式,降低输配电损耗,需求说明的是,发电与输配电效率的协调,即发电费用与输配电损失的优化协调,其结果是全网总发电费用(或购电费用)最少,输配电网损相当于加大了全网负荷,即添加了全网所需发电量,因此在发电排序调度时需求对发电排序停止网损修正。
5.与电网平安动摇控制战略的协调
在空间尺度和时间尺度上,年度、月度、周、日前、滚动和实时平衡优化调度、偏向及电网阻塞校正控制,都需求停止平安校核,在停止平安校核时应该与相应的平安动摇控制战略相协调,尽能够提高电网的保送才干,完成电力优化调度控制。
电网运转的动摇性通常是以电网各断面动摇保送极限来表示,普通状况下,电网各断面的动摇保送极限是由离线的动摇顺序计算的(电网年、月、周运转方式中停止离线动摇剖析),该动摇极限普通是依照电力系统运转中能够出现的较严重的事故方式计算出来,结果通常是保守的,从而能够限制了电网的输电才干,静态平安评价剖析是思索运转中的电力系统的动摇极限,是在以后运转方式下,针对预定的缺点集停止系统静态平安评价,并得出以后运转方式下电网各断面动摇极限,从而可以依据这样确
定的动摇极限来校核(校正)实时平衡调度方案及线路潮流,关于不满足这一要求的调度方案(或线路潮流)停止校正,从而完成预防性控制并尽能够提高电网的保送才干。
在年度、月度、周、日前和滚动优化调度阶段,由于不用采集时,SCADA,数据,且其优化调度方案不直接运用于电力系统运转,因此,在停止平安校核时仅思索静态平安约束条件,如电压、重要断面动摇极限等约束条件,其平安约束普通运用相应的年、月、周、日的离线动摇剖析结果,实时平衡调度是作为细化上一时间级(日前及滚动)调度结果和指点下一时间级(偏向及电网阻塞校正控制)的中间协调层,该环节的平安动摇校核成为保证电力系统平安动摇运转的重要环节,偏向及电网阻塞校正控制是对实时平衡调度出现的偏向及电网阻塞停止校正。
因此,实时平衡优化调度、偏向及电网阻塞校正控制的平安约束普通采用在线静态平安剖析结果,从而
在确保电网平安动摇运转的前提下,尽能够提高电网的保送才干,尽能够提升优化调度效果。
6.与〝三公〞调度的协调
〝三公〞调度是指电力调度机构遵照国度法律、法规,在满足电力系统平安动摇运转的前提下,对各发电企业依照〝三公〞的原那么停止调度,并依照规则停止信息披露,〝三公〞调度的实质是电网平安与各方经济利益如何相协调,是一个复杂的系统工程,需求相应配套的法律法规体系,〝三公〞调度的原那么为:
在没有实行电力市场之前,政府按发电调度形式:
或发电调度形式Ⅱ的发电调度规那么,制定各类电厂(机组)的年度发电量方案,电力调度买卖机构必需以政府下达的各电厂年度发电方案为依据,坚持等比例完成政府下达的年度发电方案,当电网输电才干不能满足上述分配方式时,那么依照电网约束分区停止调整与控制,使一个区域内的机组依照等比例的原那么完成年度发电方案,在实行电力市场后,电力调度买卖机构按发电调度形式Ⅲ的规那么(电力市场运营规那么)执行〔三公,调度,电力优化调度与〝三公〞调度的协调原那么为:
在保证电网平安动摇运转、遵照〝三公〞调度原那么的前提下,停止电力优化调度。
结语
为完成电网调度买卖的迷信决策、提高调度买卖决策智能化水平及电网平安与经济运转的协调水平,本文及文献,1-4,树立了统筹平安与经济的电力系统优化调度协调实际,从空间尺度,时间尺度,电力消费环节,控制对象,电网平安动摇控制战略,优化目的,〝三公〞调度7个方面,研讨了电力系统优化调度面临的多种复杂的协调要求,提出了电力系统
优化调度的协调调度模型及协调调度机制以后,我国电力市场还在树立与完善当中,电力系统优化调度协调控制仍处于起步阶段,与之相关的实际研讨还有待于进一步的深化,优化调度协调控制体系更需求多方面的力气予以研讨和实施,我们有理由置信,随着电力系统优化调度协调实际及
运用的不时开展,将有助于片面提高电网调度决策智能化水平,完成优化调度的协调控制,进一步提升电力系统优化调度效果,确保在市场环境下电网的平安,动摇,经济运转。
参考文献
1尚金成黄永皓康重庆等.多级电力市场之间协调的模型与方
法.电力系统自动化200428619-29.
2尚金成张兆峰韩刚.区域共同电力市场买卖机理与买卖模型
的研讨.电力系统自动化20052946-12
3周英.电力市场环境下实时优化调度的研讨D.北京清华大
学2005.
4尚金成程满周!
英等.电力实时平衡调度买卖市场运作机制
及模型的研讨.电力系统自动化2006301728-35.
5李文沉.电力系统平安经济运转.重庆重庆大学出版社1989.
6夏清彭涛江健健.统筹经济协调开展和电网平安的区域共同
市场.电力系统自动化200428191-5.
7薛禹胜.时空协调的大停电进攻框架三各道防线外部的
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