电网优化调度范文

电网优化调度范文（精选12篇）

电网优化调度 第1篇

国家经济的发展离不开相关能源的应用, 电力工业作为我国的重要能源生产部分, 其自身的能源消耗程度也是比较多的。电力系统在运作过程中, 往往由于发电、供电、用电等环节的影响, 会出生自身的损耗, 如果不能针对这些环节展开有效控制, 是难以实现系统的综合效益的提升, 这会影响现实电力系统稳定运作的需要。据科学统计, 每年的电力系统总消耗量是非常大的。由于这种巨大的电能损耗, 让我国的能源应用形式更加的严峻, 这需要引起我们的重视, 实现电力系统损耗的降低。

1 电网调度环节的分析

在电网系统运作过程中, 电力的消耗是一种普遍的现象, 但是如果这种现象如果超过了一定的限度, 就会导致巨大的电能浪费, 通过对电网调度模式的控制, 来实现网络损耗的有效控制, 降低网络的损耗率。这对于电网的功率损耗控制是非常重要的。下文将从调度安排上进行相关问题的考虑, 来保证电网损耗的控制, 实现调度模式的优化, 确保电网损耗程度的降低, 确保电网系统安全性的提升, 如必须使设备运行参数在允许范围内、必须使通过线路的功率和电流在安全限额以下, 或者是线路两端功率角保持在电力系统稳定运行的范围内等等。如果发生电力系统安全受到威胁的情况.就必须在电力系统运行的经济性和安全性之间取得协调, 以求得在满足安全运行条件下的最大经济性。

在调度工作中, 相关人员应该进行现有技术的应用, 进行电网运作数据的有效收集, 实现对每月电网设备检修情况的分析, 以满足电力网络正常运行的需要, 对于其中的设备运作情况、网络损耗情况等展开分析、统计, 找出管理中存在的问题, 通过制定改进的措施, 加强电网经济运行研究工作。使电网长期处于最经济方式下运行。实践证明, 加强对电网的经济运行分析是管理好电网经济运行的有效手段之一。

2 电网调度模式的优化

为了满足电网工作的正常运行, 我们要进行运作方式的编制, 确保电能资源的有效应用, 提升电网运作的质量效率, 以满足现实工作的需要, 确保电网运作综合效益的提升。在此应用模式中, 要进行电网内部各个应用环节的深入了解, 确保运作的最佳状态, 这样就能实现运作成本的有效控制。我们也要进行电网运作情况的深入了解, 积极展开不合理的电网经济运作方式的调整。实践证明, 运行方式安排合理与否, 对电网经济运行起着至关重要的作用, 可使网内损耗成倍地增加或降低, 其效果是显而易见的。加强无功电压管理, 优化网络结构电网输送无功过多、电压过高或过低, 都会增加电网的损耗, 影响电网运行的经济性。因此, 加强无功电压管理, 优化网络结构, 对提高电网运行经济性至关重要。

在电网运作过程中, 要进行相关人员的自身行为的控制, 确保设备的稳定运行, 以解决电网工作中的各个问题, 比如无功补偿环节、电压调节环节等的应用, 实现用户功率因数的提升, 降低线路输送的无功功率, 实现电网内部无功补偿装置的有效应用, 避免其大容量无功情况的出现, 实现无功功率模式的平衡。需要注意的是, 无功补偿的最佳效果是“就地平衡”, 具体操作过程中要尽可能避免发生“过补偿”和“欠补偿”现象, 因为“过补偿”和“欠补偿”运行都是不经济的。全面掌握网内各电压监测点运行电压, 及时采取合理有效地措施予以调整, 避免部分设备长期“欠压”或“过压”运行。

我们要根据电网内部无功电压运作的情况, 进行无功电压计划的改善, 确保其网络结构的不断优化, 避免其无功容量过大传输的现象, 避免其不合理的供电现象的出现, 进行主变运作方式的有效安排。在电压器损耗控制过程中, 我们要进行相关运作模式的优化, 比如主变台数的安排, 进行变压器分接头装置的有效调节, 从而实现系统损耗的有效控制, 以满足现实工作的需要, 确保其变电站运作过程中的损耗环节的控制。因此要求当值调度员根据负荷情况实行主变的并列或单台运行, 以达到减少了变压器空载损耗的目的。另外合理调整变压器分头位置, 有利于无功分层、分区就地平衡, 从而有利于降损。通过调度自动化SCADA系统采集全网各节点实时数据进行在线分析和计算, 实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡、主变分接开关调节次数最少、全网网损率最小的综合优化目标。

在运作过程中, 我们也要进行电力系统负荷预测模式的优化, 从而实现电力工业生产环节、经营环节及其管理环节的协调, 确保电网负荷监控环节及其管理环节的优化, 通过对电力系统负荷预测模式的应用, 可以保证电力系统的稳定运行, 实现电网运作模式的有效安排, 有利于供电模式、发电模式的有效编排, 有利于现实工作难题的解决。通过对预测结果准确性的提升, 可以实现电力网络综合运作效率的提升。制定周、日发电计划。网络安全分析, 调度运行人员根据负荷预测结果, 合理安排电网运行方式, 控制线路的输送功率。从以上几方面可知.负荷预测的准确与否.同样会间接地引起网损变化。及时掌握网内负荷变化动态, 可以为经济调度提供决策依据。负荷预测要充分利用现代化手段, 结合电网实际采用合理的模式, 提高预测精度。

在电力网络应用过程中, 要积极展开调度自动化模式的应用, 确保相关调度人员难点有效控制, 保证电网管理质量效率的提升, 从而满足电力系统的运作需求。在日常工作过程中, 调度人员要具备基本的工作素质, 比如对遥测环节等的控制, 确保其遥控功能的正确应用, 这样能够确保调度自动化系统的稳定运行, 以满足现实工作的需要。调度人员要充分发挥其功能.根据调度自动化提供的信息、及时调整电网运行参数, 及时投切有关设备, 使整个电网始终处于最佳经济运行状态。同时利用调度自动化还可以大大缩短操作时间和事故处理时间, 减少人力物力资源的浪费。

通过对调度自动化系统的应用, 可以提升电网的管理效率, 以方便日常电力系统的正常运作。在上述环节中, 我们得知受到相关因素的限制, 工作人员不愿意进行一些遥控功能的应用, 害怕出现一些工作上的失误, 这点工作人员可以放心, 因为现代的调度自动化系统是比较先进的, 其技术应用模式、设备都是比较成熟的。通过对调度自动化信息的应用, 可以实现整体电网系统的有效控制, 降低事故的处理时间, 实现对人力资源等的有效缩减, 提升电网系统的综合运作效率, 确保其综合效益的提升, 以满足现实工作的需要。调度运行人员是电网安全、优质、经济运行的直接操作者, 电网经济运行的各项措施必须由调度值班人员来落实。这种特殊性决定了调度值班人员必须要有较高的技术素质、工作能力和职业道德。因此, 必须加强调度人员的综合素质培训, 使其不但是电网运行操作的指挥者, 更要成为电网经济运行的行家里手。可见.调度部门在降损节能中起着重要作用。调度部门的管理人员只要紧密团结、多探索, 高度重视降损节能工作, 熟练运用降损节能的技术措施。

3 结束语

电网调度相关常识 第2篇

1.《中华人民共和国电力法》规定的电网调度管理原则是什么？答：电网运行实行统一调度、分级管理，任何单位和个人不得非法干预电网调度。2.电网调度管理的任务包括哪些？答：（1）以设备最大出力为限尽量满足电网负荷的需要，即在现有装机容量下，合理安排检修和备用，合理下达水、火电计划曲线，以最大能力满足用电负荷的需要。（2）使整个电网安全可靠运行和连续供电。（3）保证电能质量，由调度统一指挥来实现全电网所有发、供、用电单位的协同运行。（4）经济合理的利用燃料和水力能源，使电网在最经济方式下运行，以达到低耗多供，使供电成本最低。3.《国家电网调度系统重大事件汇报规定》的事件分类有哪些？答：（1）特急报告类事件；（2）紧急报告类事件；（3）一般汇报类事件。4.《国家电网调度系统重大事件汇报规定》中，对重大事件汇报时间有何要求？答：（1）发生特急报告类事件，相应分中心或省调调度员须在15分钟内向国调调度员进行特急报告。（2）发生紧急报告类事件，相应分中心或省调调度员须在30分钟内向国调调度员进行紧急报告。（3）发生一般报告类事件，相应分中心或省调调度员须在2小时内向国调调度员报告。（4）分中心或省调发生电力调度通信中断事件应立即报告国调调度员。（5）特急报告类、紧急报告类、一般报告类事件应按调管范围由发生重大事件的分中心或省调尽快将详细情况以书面形式报送至国调，省调应同时抄报分中心。5.发生哪些情况时，地调需及时向省调汇报？答：（1）委托地调指挥的所有220kV设备异常及故障。（2）系统母线故障、线路发生倒塔。（3）66kV线路及变电站变压器故障造成影响供电(热)。（4）500kV变压器主变压器三次侧故障。（5）发电厂6MW及以上机炉故障。（6）10kV及以上电压等级发生的误操作事故。（7）人身伤亡事故。（8）火灾事故。（9）稳定破坏事故及因故障造成电网解列单运事故。（10）造成重大经济损失及社会影响的故障。6.系统发生事故时，要求事故及有关单位运行人员必须立即向调度汇报的主要内容是什么？答：事故发生的时间及现象；断路器变位情况；继电保护和自动装置动作情况和频率、电压、潮流的变化及设备状况等。待弄清楚后，再迅速详细汇报。7.调度在指挥电网生产运行、操作及异常事故处理全过程中应严格遵守“两票、三制、四对照”原则。答：两票：检修票、操作票。三制：监护制、复诵记录制、录音制。四对照：对照电网、对照现场、对照检修票、对照典型操作票。8.调度术语中，“同意”、“许可”、“直接”、“间接”的含义？答：同意：上级值班调度员对下级值班调度员或厂站值班人员提出的申请、要求等予以同意。许可：在改变电气设备的状态和方式前，根据有关规定，由有关人员提出操作项目，值班调度员同意其操作。直接：值班调度员直接向值班人员发布调度命令的调度方式。间接：值班调度员通过下级调度机构值班调度员向其他值班人员转达调度命令的调度方式。9.电力系统进行调度业务联系时应遵守哪些事项？答,进行调度业务联系时，必须使用普通话及调度术语，互报单位、姓名。严格执行下令、复诵、录音、记录和汇报制度，受令单位在接受调度指令时，受令人应主动复诵调度指令并与发令人核对无误，待下达下令时间后方能执行-指令执行完毕后应立即向发令人汇报执行情况，并以汇报完成时间确认指令已执行完毕。下面，我们通过两个小案例让您深入了解电网调度的哪些事。案例分析1：

事故汇报。请指出下面对话中存在的问题。110kV ××变电站单台主变压器运行，变压器为双卷变压器，变比为110/10kV。××变电站值班员张三汇报：调度吗？ 我是××变电站，10时35分，站内1号主变压器复压过流保护动作跳闸，站内10kV母线失压。请问：（1）变电站运行值班员的汇报存在什么问题？（2）作为当值调度员，为了全面了解事故情况，做出准确判断，还需要询问变电站值班员哪些情况。

答：变电站运行值班员的汇报存在的问题有：（1）运行值班员汇报没有互报姓名。（2）没有讲清楚主变跳开的是低压侧开关还是两侧开关。调度员还应询问清楚下列情况：（1）主变压器动作跳闸的是哪个开关。（2）10kV出线开关是否有保护动作情况，10kV母线及出线开关检查情况。（3）主变压器保护及外观检查情况。案例分析2：

调度下令及汇报。请指出对话中存在的问题。因变电站内工作需要，甲变电站66kV丙丁线6612开关要停电转为检修状态，地调张三下令给变电站运行值班员。（1）地调值班调度员张三：喂，你好！是甲变电站吗？（2）甲变电站运行值班员李四：你好！我是甲变电站李四。（3）地调值班调度员张三：我是张三，现在下令给你，请做好记录。（4）甲变电站运行值班员李四：好的，请讲。（5）地调值班调度员张三：将甲乙线6612开关由运行转检修。（6）甲变电站运行值班员李四：好的，我写好票就操作。（7）甲变电站运行值班员李四操作完毕后，汇报调度：你好，我是李四，现在已将6612开关由运行转检修，操作完毕。

略论电网调度管理 第3篇

关键词 调度;运行;管理

中图分类号 TM734 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0191-01

在当前我国电力建设快速发展的今天,电网运行实行统一调度、分级管理。统一调度以分级管理为基础,下级电网调度必须服从上级电网的统一调度。加强电网安全可靠,经济运行,科学调度管理,提高调度人员的素质水平,杜绝误调度、误操作事故的发生是保证人身、电网与设备安全运行的关键。电网调度管理的主要任务是组织、指挥、指导和协调电网的运行,电网调度安全管理工作的好坏,将直接影响电网的安全稳定可靠运行。电网调度一般应当进行的主要工作:①组织编制和执行电网的调度计划(运行方式);②指挥调度管辖范围内的设备操作;③指挥电网的频率调整和电压调整;④严格执行调度规程指挥电网事故处理,负责进行电网事故分析,制订并组织实施提高电网安全运行水平的措施;⑤组织调度系统有关人员的业务培训。

1 调度运行管理的情况

发、送电运行中,经常涉及到停送电,电压调整,发电机并网、解列,切换运行方式等一系列倒闸操作。倒闸操作首先要编写倒闸操作票,在编制过程中必须严格按照规定的要求进行填写,填写操作票一律用钢笔或圆珠笔填写,不允许有涂改,编制好的操作票有操作人、监护人、值班负责人、值班调度员逐一审核签名,层层把关,保证操作票万无一失,然后运行人员在模拟盘上进行模拟操作,实行监护复诵制度,并按照操作票逐项执行。操作失误会危及人身及设备安全,引发严重事故,造成巨大经济损失和社会影响。

在操作票的生成过程中,虽然是通过手工生成,工作人员的手工操作,重复劳动,频率低,但是这种操作增加了系统的灵活性,可根据电网运行方式灵活编制。由于人员素质不同在填写操作票时,书写格式方面都有所不同,字迹的整洁、规范、清晰等方面,达不到统一标准,影响了电力质量标准化管理。近年来我们采取了许多措施保障操作票的准确性、规范性、统一性,在操作票的书面填写规范上有了进一步

提高。

严格落实两票是保证电网安全生产主要措施和重要依据。实行两票即工作票、操作票的管理是保证电网安全运行的关键,工作票通过严格审核层层把关,使两票合格率达到100%,两票通过班组、车间自检,安监部抽查,总结经验,找出不足,从而保证了人身、设备的安全运行。

停送电的检查,停电后除检查断路器、隔离开关在断开位置外,还需要定期定时巡视检查指示灯为绿灯,一方面可判定断路器断开,另一方面可判定合闸回路的完好。送电后应检查断路器的位置的变化,电流表指示正常,断路器确实已合好外,还需要检查保护位置灯为红灯。

通过近年来的工作,我们深深体会到质量标准化工作是“基础工程”、是“生命工程”、是“安全工程”,只有抓住工作质量标准化,整体工作才会有提升,只有把质量标准落实到日常工作的每一个岗位、每一名调度员、每一件事、每一分钟,都去干标准活,质量标准化才会真正实现。

2 加强调度管理工作,发挥指挥中心作用

2.1 调度安全管理

在安全生产责任制,安全生产方针,重大安全隐患的跟踪,排查,组织指挥生产,应急救援预案的落实等方面进行责任分解,为进一步加强安全生产管理,强化安全防范措施应从源头上杜绝生产安全事故的发生,确保安全生产目标的实现。

2.2 调度运行管理

把调度运行方式管理制度化,从制度上规范电网运行方式的管理工作,合理安排运行方式。根据负荷变化情况和实际运行方式,尽量减少方式倒换的时间和需要倒换的负荷,对于申报的检修项目和检修时间做好审批工作,不符合安全和经济要求的检修一律不安排,严格控制临时检修。在检修期间要做好监督工作,对于正在采用的不经济运行方式做到心中有数,督促检修单位严格按审批时间工作,不得随意延长,调度员应时刻关心检修进度,询问现场,掌握完工时间,至少比预计完工时间提前下达编写操作票,以便尽早恢复正常运行方式。对电网运行中存在的问题进行总结防范,定期进行反事故演习,将反事故措施落实到现实运行中去。

2.3 调度汇报

包括安全生产日常汇报、标准化自检汇报、运行方式改变、负荷变化、停机停电申请和检修申请等,应根据规定的汇报程序及时准确地把相关内容汇报上级调度机构,不隐瞒、不误报、不延报。

2.4 加强调度员经济调度的考核

为进一步推进经济调度工作编制科学的运行曲线,移峰塔谷,有必要把经济调度,运行方式倒换及两票考核等纳入调度员个人考核范围内,以便提高调度员开展经济调度的积极性和自觉性。

2.5 杜绝误调度,误操作事故

调度人员必须按照调度机构下达的调度计划和规定的电压范围运行,并根据调度指令调整功率和电压,而不能以任何借口,拒绝或拖延执行调度或不执行调度计划等,也不能发生误调度现象。调度人员在下令改变运行方式,指挥停送电和处理事故工程中,防止误调度,误操作事故的发生是调度人员的主要工作和重要责任,应从以下几方面做好

工作:

1)提高调度人员的安全意识,增强责任心,坚持定期學习上级安全生产的法律、法规及有关指令,及时落实上级有关安全生产的文件、会议精神,同时根据文件的相关规定要求大家共同学习,抓落实对照先进找差距,积极整改求提高,切实提高调度工作标准,另外为强化安全调度管理,营造良好的安全生产氛围积极组织调度员参加各项安全生产活动,并把开展各项安全生产活动作为搞好安全生产工作的主要措施来抓,通过参加安全生产活动,大大提高了调度人员搞好安全生产工作的积极性,营造了学技术、保安全的安全生产氛围,增强了调度人员的责任感和安全意识,为各项调度工作的开展打好基础。

2)严格执行规章制度,杜绝“三违”现象发生,误调度、误操作都是因为执行规章制度不严格不认真造成的,严格执行两票三制,对检修工作票必须严格把关,仔细认真地进行审查,对工作票中所列的工作任务,安全措施,应该逐项审核,对不合格的工作票必须重新办理。完善调度交接班记录,交接班受各种因素的制约,容易造成遗漏,调度交接班记录应反映对本班未完成的项目和安全生产应注意的问题等,并详尽的交给下一班。使接班人员了解上班的运行方式和检修内容。在日常工作中,掌握运行方式,做好事故预想,调度员要对电网运行方式,主要设备的运行状况和当班需要完成的工作,做到心中有数,搞好事故预想,提前做好应对措施,才能杜绝误调度事故的发生。在工作中必须养成自觉认真执行规章制度的习惯,克服习惯性违章,在下达调度命令时,正确使用调度术语,认真执行调度规程。

优化地区电网调度管理的思考 第4篇

1 新形势下地区电网调度管理呈现新的特点

1.1 地区电网调度的地位有所改变

地区电网调度不再只是一个生产运行部门和电网管理部门, 其运作的好坏直接影响到供电企业效益, 电力平衡、电力市场的变化等对电网调度提出了新的考验。尤其是输配分开后, 地区电网调度不仅是电网管理部门, 还是电网市场的运营机构, 要为各市场主体提供市场交易的平台服务。地区电网调度应从以前只注重电网运行管理逐渐向经营管理转变。

1.2 地区电网调度的对象有所改变

厂网分开后, 电网与电厂既是调度与被调度的关系, 又是建立在厂定行为规范基础上的相互平等关系。厂网双方要以调度关系为纽带, 以并网协议为规范, 以共同发展为宗旨, 坚持“经济上互惠、技术上协作”的原则, 合理分配并切实履行各自在保证电网安全上应承担的责任和义务。

1.3 地区电网调度的安全管理体系有所改变

随着电力改革的深入, 发电、输配电、用电各为主体, 必须通过建立新型的管理制度, 明确各市场主体在保证电网安全运行方面的职责, 落实电网的统一性, 即在电网建设上必须坚持统一规划, 适度超前建设, 在电网运行上必须坚持统一调度, 在电网安全技术上必须坚持统一标准。在电力规划建设方面, 必须以电网规划为依托, 电源规划与电网规划相协调, 主网规划与配网规划相协调, 并加大电网调度对电力规划的参与度, 只有这样, 才能保证电力改革中不出现争占资源的现象。

1.4 地区电网调度的内部管理有所改变

目前, 电网调度的工作重点是放在电网运行日常检修管理上, 工作时间被大量的、烦琐的低压电网的检修工作所占用, 而对电网分析只局限于低层次表面化的一般分析。在电力市场背景下, 电网管理在做好日常检修的基础上, 要集中更多力量进行电网分析、负荷预测、市场分析和运行管理等工作。

2 加强咸宁电网调度管理的措施

2.1 完善组织结构, 加强人员培训

首先要增设经济运行分析、调度管理岗位, 解决目前电网的分析局限于低层次表面化的一般分析及关口电能量结算、调度信息资料没有专人对口负责等问题。其次要实现“大二次”专业整合。在专业管理上, 有必要将继电保护、调度自动化、电力通信专业进行整合, 实施统一管理。再次要强化人员培训。新形势下, 要求电网调度运行与管理人员应具备良好的专业理论、业务技能、实践经验和职业道德素质, 这就需要不断加大教育培训力度, 提升调度人员队伍素质, 为全面做好电网调度管理工作提供人才保障。

2.2 构建电网安全稳定运行的新机制

首先要打造坚强电网, 积极参与电网规划。在电网建设上必须坚持统一规划, 统一电网安全技术标准。其次要建立有效的安全性评价体系。明确预防事故的重点和需要采取的反事故措施, 实现超前控制, 减少和杜绝事故, 进行风险辨识、风险分析、风险评估、风险控制, 逐步建立基于风险管理理念的安全生产长效管理机制。再次要完善电网大面积停电事故应急处理预案。建立覆盖电力生产事故发生、发展、处理、恢复全过程的事故应急预案, 制定并落实防止大面积停电的预防性措施、紧急控制措施和电网恢复措施, 制定科学有效的“黑启动”预案。

2.3 加强电网经济运行分析

新疆电网调度规程 第5篇

水电站调度管理(1.12 P40)4 电网情况汇报(1.16 P66)53电网频率调整和调度管理

电力系统中的电能生产是一个动态平衡的过程，由于电能

不能大量贮存，电网中发电功率和用电负荷是相等的，稳态时，供电频率与汽（水）轮机组的转速对应相等，也就是电网的频率 是基本保持稳定的。若总发电功率>总用电功率，则电网频率增 加，机组转速也增加，若总发电功率<总用电功率，则电网频率 降低，机组转速也降低。

必须通过控制系统使电网中并网发电机组的总发电出力，来适应电网总用电负荷的要求，才能保证供电频率正常。4电网频率调整和调度管理

我国电力系统在正常运行情况下，额定频率为50Hz,对额定频率的偏离程度一般不超过±0.20Hz,一般情况下，频率都在50±0.10Hz范围内运行，交流同步电网中频率任何两点都是基本相同的，如果不同，则会处于“失步”状态，系统就会出现异步振荡，这是正常运行所不允许的。

因此，并入电网的发电机组需要及时根据负荷变化调整机组出力，使得发电和用电维持平衡，维持额定的电网频率。5电网频率调整和调度管理

当前新疆电网的频率调整和控制主要由西北网调负责调整，新疆电网发电厂根据网调要求按联络线交换功率调整。

新疆电网的频率标准为50.00Hz，按50±0.10Hz，控制，按50±0.20Hz考核，当系统频率在50±0.10Hz，表明新疆电网基本运行正常，若系统频率超限，应加强重要联络线的监控，及时了解站内保护稳控的运行情况和动作信息，由于新疆电网网架薄弱，若频率异常通常表明电网发生了较严重故障，应当迅速了解相关设备情况，发现异常情况及时汇报相应调度。

6电网频率调整和调度管理

并列运行机组在电网负荷变化引起电网频率变化时，根据各自的静态特性，承担一定的负荷变化，阻止电网频率的变化，这个特性称为机组的一次频率调整，又称一次调频。

一次调频的频率调整速度快,但调整量随发电机组不同而不同,调整量不大,电厂运行人员和调度员难以控制。

一次调频特性是由机组调节系统的静态特性确定的，直接的影响因素是机组调节系统的调速不等率，另外一个影响因素就是调节系统的调频死区，实际上就是不灵敏区的大小。7电网频率调整和调度管理 一次调频的参数

死区：一次调频的频率偏差死区是指在此频率偏差范围内，频率变化时，负荷不随频率变化。死区的设置是为了防止机组频繁进行调整，避免频繁调整可能引起的振荡。

调速不等率： 机组空载转速与满载转速之差与平均转速之比称为调节系统的调速不等率即速度变动率，一般用额定转速代替平均转速。当机组跳闸使汽轮机负荷甩到零,这时汽轮机的转速先升到一个最高值然后下降到一个稳定值,这种现象称为“动态飞升”。转速上升的最高值由速度变动率决定,一般应为4～5 %。若汽轮机的额定转速为3000转/分，则动态飞升在120～150转/分之间。速度变动率越大，危险也越大。在实际汽轮机在骤然甩掉全负荷时，转速升高约为速度变动率的1.5倍，如果速度变动率大于7％，则由计算结果7％×1.5＝10.5％可见，已接近危急保安器动作值10％～12％的范围了。所以不能过份地用调高δ的方法来满足稳定性的要求。8电网频率调整和调度管理 并列运行时，假定只有两台机组，调速不等率分别为δ1和δ2(其他机组的等效不等率），负荷变化使转速变化 Δn，并列运行机组的调节系统均使得其功率发生变化。如下图所示。9电网频率调整和调度管理 一次调频的特点

1.所有并列运行机组在电网频率变化时，承担一定的负荷变化，各机组负荷变化量之和等于电网总的负荷变化量。

2.调速不等率越大，电网负荷变化时承担的功率变化量越小；调速不等率越小，承担的功率变化量越大；有可能使得δ小的机组寿命受到严重的影响；

3.所有并列运行机组的调速不等率应该相近，以使得各机组在电网中运行时，其负荷均能够随电网频率的变化而发生变化；

4.电网越大，电网的频率越容易维持稳定。因为此时电网负荷扰动量占电网总容量的百分比将随着电网容量的增加而减小，从而引起电网频率较小的变化。5.一次调频是有差调频，调整后频率恢复不到原来的频率值。10电网频率调整和调度管理 并网机组一次调频要求：

并网机组均应参与一次调频，对机组一次调频性能要求如下： 1.死区

电液型汽轮机调节控制系统的火电机组和燃机 为±0.033Hz 机械、液压调节控制系统的火电机组和燃机 为 ±0.10Hz 水电机组为小于 ±0.05Hz（2转/分钟、6转/分钟、3转/分钟）2.转速不等率

火电机组和燃机 为4% ～ 5% 水电机组 为小于3% 3.最大负荷限幅

火电机组加负荷方向为机组额定有功出力的6%；减负荷方向不加限制。水电机组不加限制。

11电网频率调整和调度管理 并网机组一次调频要求： 4.投用范围

机组一次调频投用范围为机组核定的有功出力范围，即机组在核定的最低和最高有功出力范围内。

5.响应行为要求

当电网频率变化超过机组一次调频死区到机组负荷开始变化所需的时间应小于3秒。

当电网频率变化超过机组一次调频死区时，机组应在15秒内根据机组响应目标完全响应。在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的45秒内，机组实际出力与机组响应目标偏差的平均值应在机组额定有功出力的±0.3%内。12电网频率调整和调度管理 并网机组一次调频管理要求：

1.所有并入新疆电网的发电机组均应投入一次调频功能，其性能、参数（死区、转差不等率、负荷调节限制和影响速度）必须满足电力行业标准和新疆电网的有关规定。2.一次调频的试验应在进入商业运行之前进行，试验的结果必须满足新疆省调关于一次调频性能的要求。

2.机组一次调频功能不能正常运行时，发电厂运行值班人员应按现场运行规定退出，并立即汇报值班调度员。

3.未经同意，运行机组不得擅自退出一次调频功能或更改一次调频特性和参数。4.运行机组的一次调频都要按电监会的要求接受省调的监督和考核。5.运行机组有义务配合省调进行的一次调频性能测试。

13当前新疆电网的频率调整和控制主要由西北网调负责调整，新疆电网发电厂根据网调要求按联络线交换功率调整。

新疆电网的频率标准为50.00Hz，按50±0.10Hz，控制，按50±0.20Hz考核，当系统频率在50±0.10Hz，表明新疆电网基本运行正常，电网频率调整和调度管理 14电网频率调整和调度管理 AGC控制模式：

15电网频率调整和调度管理

新疆电网与西北电网分列运行控制原则：

1、频率由省调和发电厂共同负责，各厂应按要求投入AGC

2、指定调节速度快，调节范围大的电厂作为第一调频厂。

3、值班调度员可根据系统运行需要指定或变更调频厂

4、其他电厂按（修改）计划曲线接带，自备电厂联络线按（修改）计划曲线接带。调频厂认真调频

5、第一调频厂在50±0.10Hz内调频，当频率变化超过50±0.15Hz，所有发电厂按高频减出力，低频加出力的原则配合电网调频（调度特殊要求的除外）。

6、各电厂调整出力时，应注意频率，当频率超过50±0.10Hz范围，应停止与调频反方向的调整，并汇报调度。

7、地区电网独立运行，装机容量少于3000MW，按50±0.50Hz控制，自备电网解网频率自行控制

8、为了防止频率崩溃，应配置足够自动低频减载负荷（50%和高频切机功能（49-47.5HZ/0.3 6轮，49、48.7/15秒）。

16电网电压调整和无功控制管理

电网的无功补偿实行“分层分区、就地平衡”的原则，并能随负荷和电压变化进行调整，应当避免无功功率的长距离传输。新疆电网各级电压的调整和控制，由各级电力调度机构按调管分级负责

省调确认调管范围内的电压监视点和考核点，制定电压曲线，指挥无功补偿设备运行和发电机组的无功调整,对电压完成情况进行统计和考核。

各厂站发现电压异常应及时汇报各级调度。当超过本厂站正常调压能力，电压仍越限时，应及时汇报相关调度，各厂站不得自行调整变压器分接头档位。17电压调整的主要措施有：

1.调整发电机无功出力，包括进相运行方式 2.投入或退出并联电容器或电抗器 3.调整电网接线方式、改变潮流分布，包括转移或控制负荷 4.使用调相机、开停机组、5.调整变压器分接头，利用其他无功调节装置调压(AVC)发电厂要严格按调度机构下达的电压曲线运行，若超过调整能力无法满足电压曲线要求，应立即汇报当值调度员

电网电压调整和无功控制管理

18顺调压：如负荷变化甚小，或用户处于允许电压偏移较大的农业电网，在最大负荷时允许中枢点电压低一些，在最小负荷时允许中枢点电压高一些，在无功调整手段不足时，可采取这种调压方式，但一般应避免采用。

逆调压：逆调压是指在电源允许偏差范围内，供电电压的调整使高峰负荷时的电压值高于低谷负荷时的电压值。在最大负荷时提高中枢点电压以补偿因线路最大负荷而增大的电压损耗，在最小负荷时将中枢点电压降低一些以防止负荷点的电压过高。220kV 及以下电网的电压调整，宜实行逆调压方式。常调压：如果负荷变动较小，即将中枢点电压保持在较线路额定电压高（2%--5%）的数值，不必随负荷变化来调整中枢点的电压仍可保证负荷点的电压质量，这种调压方法叫恒调压或常调压。

电网电压调整方式 电网的调压方式：

19发电厂无功调整管理：

1.发电机的自动调节励磁装置和失磁保护等参数、定值应符合国家标准和省调规定并投入运行；此类设备的试验和停用需得到相应调度机构值班调度员的批准。发生故障退出或停用，应立即汇报值班调度员。

2、省调调管发电机组应做进相试验，其进相能力应达到行业标准和新疆电网的要求。电厂应绘制指导进相运行的P-Q曲线和进相运行规程，并报所属调度备案。

为防止发生电压崩溃，电网和部分自备电厂，应配置足额的低压减载装置.（%85-%65UN/4轮0.5S)（%85-%75UN)/2轮45S)电网电压调整和无功控制管理 20 并网运行的发电厂、电网、变电站均应纳入相应一级电力调度机构的调管范围，服从电力调度机构的统一调度。

需并网运行的发电厂（机组）、变电站和电网，必须满足国家法律、法规、行业标准和国家电力监管委员会、新疆电力公司关于并网管理的有关规定，并签订有关并网协议，有关各方必须严格执行所签协议。

拟并网厂、站、电网应与并网前一年8月31日前，上报省调启动计划和并网参数，以便进行方式计算。

新建、改建和扩建设备并入系统管理 21并网运行的发电厂（机组）、电网、变电站并网需满足以下条件： 1.向相关电网经营企业和电力调度机构提交齐全的技术资料 2.设备已通过分步试运和启动验收

3.接受电网统一调度的技术装备和管理设施齐备

4.与有关调度机构的通信信道能够满足继电保护、安自装置、调度自动化数据以及调度电话等电力调度通信业务的要求，且满足通信并网条件。

5.自动化分站已按电力行业标准、规程设计建成，自动化信息接入调度机构调度自动化系统正常。新建、改建和扩建设备并入系统管理 22 并网运行的发电厂（机组）、电网、变电站并网需满足以下条件：

6.按电力行业标准、规程设计安装的继电保护、安全自动装置已具备投运条件，保证电网安全运行所需措施已落实。

7.与并网运行有关的计量装置安装齐全并经验收合格。8.具备生产运行的其他条件。

新建、改建和扩建设备并入系统管理 23拟并网运行的发电厂（机组）、电网、变电站，应至少于90日前，向省调提供以下资料：

1.工程名称及投运范围，计划投运日期。

2.试运联系人员名单，包括（管理人员和运行人员）。3.调试大纲及安全措施。4.现场运行规程或规定 5.数据交换及通信方式 6.其他应该提供的资料

新建、改建和扩建设备并入系统管理

24新疆电力公司对并网申请书发出确认通知后，省调应完成以下工作：

1.下发调管范围、设备命名和编号，回复接口归算阻抗，确定需传送的自动化信息、通信速率及所采用的规约。

2.向工程单位提交调度运行的技术组织措施

3.根据启委会审定调试大纲和方案，编制下达调试调度方案。

4、提供继电保护定值单，收到实测参数后，确认是否更改定值

5、完成并网通信方式下达，完成通信、自动化系统联调和开通 新建、改建和扩建设备并入系统管理

25新疆电力公司对并网申请书发出确认通知后，省调应完成以下工作：

6、按照平等互利、协商一致、确保电网安全稳定运行的原则，依据并网调度协议范本，签订并网调度协议。

7、电力公司按有关技术导则和法律、法规、标准、规范的要求，确认工程满足并网条件后，省调应及时编制该工程的启动方案送达拟并网方。

8、省调负责的其他与新设备投运相关的工作。新建、改建和扩建设备并入系统管理

26拟并网方应于系统联合调试前向省调报送其调试方案和新设备启动方案。拟送电一次设备的接火工作应在送电前3日内进行（GIS设备可适当提前），二次设备接火工作应同步进行，主要包括母线保护、失灵保护接火及出口传动试验、旁路保护代路及其出口传动试验，直流电源接火、交流电压接火等公用系统接入工作。首检式验收报告和工程会签单

新建、改建和扩建设备并入系统管理

27依照省调编制的启动送电方案，拟并网方相关厂站应按省调调度命令完成并网操作。二次设备接火及其实验合格后投入母差保护、失灵保护，同时拟送电设备间隔正式交付运行单位，此后如需在已完成接火、交付运行的二次设备及回路上工作时，均须按规定向运行单位办理申请手续，严禁未经申请、申请未获批准、未经许可私自开工。一次接火、二次接入、二次核相，主变调档，冲击5次都应提前考虑，新建、改建和扩建设备并入系统管理 28拟并网方应于系统联合调试前向省调报送其调试方案和新设备启动方案。

新设备未经批准，或虽经批准但未得到值班调度员指令前，不得接入系统，拟投运的发电机组（含锅炉、汽机、发电机、水轮机、燃气轮机、风电机组、光伏电站）及其他带电设备，其断路器、隔离开关、继电保护及安全自动装置一切操作由调度员下达，其他人员不得擅自操作。

运行间隔退役，退出的间隔与运行设备的一二次物理连接须断开，再次投运按新设备启动考虑。

新建、改建和扩建设备并入系统管理

29新投产或改建后的线路，必须进行相位、相序核对，与并列有关的二次回路检修时如有改动，也必须核对相序、相位。

新（改、扩）建工程投运后属地调调管的厂、站（设备），地调也应在投运前将参数及投运计划报省调备案，110kV及以上设备命名和编号须经省调统一，送电方案应于投运前3个工工作日报省调备案。

。新建、改建和扩建设备并入系统管理 30水电站调度管理 依据： 《水法》、《防洪法》、《电网调度管理条例》

目标：按照设计的综合利用目标、任务、参数、指标及有关运行 原则，在确保水库安全的前提下，发挥水库的综合效益。

水库调度原则：1.保持大坝和水工设施安全 2.保证水库兴利用水（灌溉、航运）3.发电量最大化

4.兼顾旅游、养殖等方面 31水电站调度管理

水电站应满足以下要求：

1、保证大坝和水库安全

2、向调度部门报送水库运用计划

3、编制水库运行规程并报调度机构备案

4、应向调度机构汇报本流域雨情、水情、凌情及弃水情况

5、按要求向调度机构提供水电站设计资料和相关运行资料

6、建立水情测报系统，并向调度上传，系统检修应报调度同意

7、做好洪水预报，遇有重大汛情和灾害天气，及时汇报调度如： 汛期降雨量剧增，可能发生洪水；上游已发生洪水； 特殊情况下加大泄水流量；遇重大汛情，危害设备安全；水工建筑或附属设施不能正常运行；其他危急水库安全和正常发电的情况

8、每年10月15日前报水库运用计划，每月18日前报月度水库运用计划

32水电站调度管理

洪水调度：

1、保证大坝和水库安全的前提下拦蓄洪水、消减洪峰，减少对上下游洪水的灾害影响

2、下游防洪出现紧急情况，应充分发挥水库调洪功能

3、汛期汛限水位以上由有管辖权的当地政府防汛指挥部统一指挥，汛限水位以下，水电站由电网调度机构指挥

4、水电站每年应制定洪水调度计划，和防洪预案，并报流域防汛主管部门批准，每年4月底前，将已批准的计划和预案报相应调度机构备案。发电调度原则：在确保大坝安全和设备安全的前提下，充分发挥水电站综合效益和电网中调频、调峰、事故备用的作用。用水上有矛盾时，应坚持：保证重点，兼顾其他，充分协商，顾全整体利益的原则。33水电站调度管理

发电经济调度：

1、有调节能力的水库，应根据开发目标，绘制水库调度图，实际应用应采用水库调度图与水文预报相结合的方法进行调度，充分利用水文气象预报，修正优化水库调度。

2、调节能力差的水库，应利用短期水文气象预报，重视提前预泄和拦蓄洪尾。

3、多年调节水库，年末水位应控制在年消落水位，只有遭遇大于设计保证率的枯水年，才允许动用多年调节库容。

4、梯级水库群，应以梯级整体利用效益最佳为原则，制定梯级调度规则和调度图。

5、反调节水库应保证最小下泄流量，与上游联系，保持高水位运行。

6、正常情况下，不得低于死水位运行，调度应当结合负荷预测和水文情况，合理安全运行方式，多发水电，少弃水。34电网情况汇报

为何要对电网情况汇报？

电网发生事故、自然灾害、突发事件、重大事件时，为了加强应对突发事件的能力，最大程度减少事件影响，防范各种风险，国务院、电监会、国家电网公司、新疆电力公司都对电网情况汇报多次作出要求。电网情况汇报的原则：

1.快速性，对汇报的时限作出了要求

2.准确性，对漏报、瞒报、误报、不报的要求，国务院599号令对上述情况，针对一般及以上事故，作出严格和明确的规定。

3.规范性，对汇报的范围、内容作出的要求 35电网情况汇报

省调对电网汇报的一般要求：

新疆电网发生重大以上事件，应在10分钟内，将事故汇报当值调度； 新疆电网发生一般以上事件，应在20分钟内，将事故汇报当值调度； 新疆电网发生六级以上事件，应在30分钟内，将事故汇报当值调度。

汇报的内容，包括事件发生的时间、地点、单位、气候和环境情况、事件经过、保护及安全自动装置动作情况以及事件的影响，事件发生的原因或对原因的初步判断，针对事件采取的措施和目前电网的情况。36电网情况汇报

发生以下情况应及时向省调值班调度汇报

1.省调调管发、输、变电设备（包括许可设备）及相应二次设备发生异常、障碍、事故。2.发生误操作事故。

3.发生与电网运行有关的人身伤亡事故。4.发生与电网运行有关的设备火灾事故。

5.发生水电站垮坝事故，水淹厂房事故，火电厂漫灰坝事故。6.发生大面积停限电事故，对重要用户停限电或停止供热等。7.发生对电网运行造成重大影响的自然灾害。8.发生违反调度纪律的事件。

9.发生其他与电网运行有关的重大事件。37电网情况汇报

发生以下情况应及时向省调值班调度汇报

地区电网电力调度机构和并入新疆电网运行的兵团、石油系统等用户调管电网运行重大故障信息应及时汇报省调，地调详细情况可与次日7:00前报送省调。

1.地区电网主力发电厂和110kV及以上变电站发生全停或主设备损坏事故。2.地区电网发生振荡或解列、大幅功率波动。3.地区电网频率和电压严重超标准运行。

4.地区电网发生6kV及以上输变电设备跳闸。5.地区电网发生与电网运行有关的人身伤亡事故。

6.地区电网发生与电网运行有关的生产设备火灾事故。38电网情况汇报 发生以下情况应及时向省调值班调度汇报

地区电网电力调度机构和并入新疆电网运行的兵团、石油系统等用户调管电网运行重大故障信息应及时汇报省调，地调详细情况可与次日7:00前报送省调。7.地区电网发生误操作事故。

8.地区电网发生大面积停、限电事故，对重要用户停、限电或停止供热。9.电网发生水电站垮坝事故，水淹厂房事故，火电厂漫灰坝事故。10.地区电网调度自动化系统、通信系统发生全停事故。11.地区电网发生对电网运行造成重大影响的自然灾害。12.地区电网发生违反调度纪律的事件。

13.地区电网发生其他与电网运行有关的重大事件。39电网情况汇报

发电厂燃煤情况汇报 1.每日发电厂应将燃煤情况，按规定格式于每日1:00前，通过自动化系统报送至省调，各发电厂应认真核对数据，确证无误； 2.每周4各发电厂应将周燃煤情况，按规定格式于每日1:00前，通过自动化系统报送至省调，各发电厂应认真核对数据，确证无误； 3.每日各地调应将电网运行情况，按规定格式于每日7:00前，通过自动化系统报送至省调，各发电厂应认真核对数据，确证无误； 4.若报送系统故障，应尽快通知省调，并及时通知有关人员处理。40电网情况汇报

智能电网经济调度运行分析 第6篇

智能电网就是利用新能源，并通过先进的控制技术提高电网运行的稳定性、经济性以及供电的可靠性实现电网的经济调度和经济运行不仅可以提高网省公司运行的经济性，而且是实现智能电网建设的重要内容。国家电网公司积极推动的特高压建设以及智能电网建设的目标之一也是提高电网运行的经济性。

一、电网实时动态监测系统

《电力系统安全稳定导则》规定电力系统n-1故障下的安全稳定性是第一级安全稳定标准，必须遵循，为此调度运行部门每年编制《年度稳定运行规定》，包括正常方式和检修方式。

计算分析、在线电压稳定计算分析以及与之相适应的预防控制辅助决策。WAMS系统显著的特点是实现对电网的动态监测，并实现从离线分析计算向在线分析计算的重大飞跃，这是智能电网的重要内容之一。WAMS系统不仅将在电网安全稳定中发挥重要作用，还可以利用WAMS实现对电网的经济运行在线分析和调控，从而实现电网运行的经济调度，进一步发挥其在智能电网中的应用。

二、电网经济运行及经济调度

随着智能电网的建设以及电网公司自身运行的经济性，电网调度运行管理人员将密切关注电网运行经济性，可以利用WAMS系统对电网的经济运行在线分析和在线调控，实现电网运行的经济调度。

（一）电量测量与分析

同步相量测量单元（简称PMU）的出现解决了电网不能动态监测和存储动态数据的问题，各网省公司建设完成的WAMS系统还可利用PMU进行电量统计。PMU能每20ms的精确测量机组和线路的电压、电流以及相位，并且利用GPS给每个数据打上时标，因此利用PMU可以计算获得精确的有功功率和无功功率，再乘以相应时间间隔，即可以获得该时间间隔的发电机发电量和负荷的用电量，对电量进行累加，可实现对日、月和年发电机和负荷的电量；这样，可利用PMU测量获得的发电机发电量和负荷的用电量与电能量采集装置采集电量的校核，并将PMU作为电能量采集装置的后备，确保在电能量表出现不正常工作状态时，能向电网运行管理人员提供正确的发电机发电量和负荷的用电量。

（二）网损在线计算分析及统计

目前电网调度部门的网损统计（包括500kV和220kV电网），都是采取上网关口电量减去下网关口电量获得的，因此，电量表采集的准确性对网损统计以及电量统计至关重要，若电量表的电量采集在某时刻出现问题，电网运行和管理人员将得不到正确的电量数据，从而影响到电力公司运营的经济性。

由于电网实际运行状态的经常变化，电气设备的检修、发电机组出力的变化、负荷的变化、电网的建设和电源的建设等电网运行方式的变化都会对网损造成影响，精确的网损计算分析不能采用上述的两种离线方法，此外，这两种离线统计方法也不能为电网调度运行管理人员提供非常有价值的网损信息和控制方法。

WAMS系统的高级计算功能为在线网损计算及网损电量统计提供了基础。由于PMU能实时传送数据，可以进行网损在线计算分析，这就可找出造成网损大的因素，寻找控制措施，提高电网运行经济性；另一方面，可以校核实际统计网损，提高网损管理的有效性。其实现方法也简单，仅需要在WAMS系统对其潮流计算程序进行简单改造即可实现。

（三）经济调度

经典的经济调度理论基础是最优潮流，尽管最优潮流在上个世纪70年代就趋于成熟，并且随着内点法等优化算法的出现，最优潮流的收敛性也取得了较大的进步，但最优潮流仍不能用于电力系统的经济调度和在线计算。

在电网实际的调度运行中，当发电计划与实际负荷需求出现差别时，可采用经济调度，此时采用灵敏度方法是一种较实用的做法。通过在线计算电网的经济运行指标，如网损、购电费用对机组的灵敏度，按灵敏度大小对机组进行排序，然后在满足电网稳定运行的前提下（包括各种稳定运行限额），对灵敏度小的机组优先考虑满出力，实时实现电网的“次优”运行状态，以提高电网的安全经济运行水平。事实上，只要每隔5～15min对电网进行一次经济调度的灵敏度计算，根据灵敏度计算结果进行适当的调节，即可保证系统运行在“次优”运行状态。这样，不仅计算简单快速，而且易于调度运行人员实时控制。

（四）AGC的经济调控

为了达到电网实时有功功率的平衡，保证系统的安全稳定性，电网公司对并网运行的发电机组的AGC功能都提出应具体要求，并建立了严格的考核标准，这些考核指标包括AGC功能投运率、AGC指令平均响应速率和平均调节精度等。可以通过WAMS系统实现对机组AGC功能的经济调控。

随着大机组、超高压电网的形成，电压不仅是电网电能质量的一项重要指标，而且是保证大电网安全稳定运行和经济运行的重要因素，为此，电压指标是网省公司对电网运行管理的重要指标之一。网省公司对上网的电厂按季下达母线电压曲线和发电功率因数调节范围。发电厂电压曲线和变电所的母线电压曲线全天按96个点进行考核，每天24h划分为高峰、腰荷、低谷3个时段。虽然经典的无功功率优化既能保证电压合格，又能降低网损，但电力系统的无功优化问题是一个多目标、多变量、多约束的混合非线性规划问题，其优化变量既有连续变量如节点电压，又有离散变量如变压器挡位、无功补偿装置组数等，使整个优化过程十分复杂，特别是优化过程中离散变量的处理更增加了优化问题的难度，因此，在线无功优化计算同前述的在线最优潮流一样，由于收敛性和操作性的问题，无法实用化。但无功优化又不同于前述的最优潮流，有其实用性的一面，因为无功优化仅牵涉到无功电源、无功补偿设备以及变压器等设备调节，不牵涉到具有计划性的有功功率调节，因此，不牵涉到发电厂与电网公司签订的发电合同。这样，可以利用AVC实现电压质量合格，并且可提高电网经济运行性能。

通过WAMS系统实现自动电压控制（AVC）控制，对发电机无功功率、并联补偿设备和变压器有载分接头的自动调节，以电网分层分区之间的无功流动最小为目标函数，以电网电压合格的约束条件，通过多智能体协调的计算方法实现AVC的在线调控，可使电网到达运行在“次优”状态，以提高电网运行的经济性。

结束语

随着智能电网的建设工作的推进，提高电网运行的经济性是电网公司运行管理人员着重研究的方向之一。利用WAMS系统的动态监测以及强大的计算功能，可以进一步推广至电网的经济运行在线分析计算及控制，提高电网运行的经济性，实现经济调度，包括电量统计分析、在线网损计算分析、经济调度、AGC和AVC的经济控制等，从而提高电网公司运行的经济性和运行效益。

参考文献

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智能电网互动式优化调度技术探析 第7篇

关键词：节能调度表,智能电网,互动式

随着我国经济的不断发展, 智能电网的应用也进入了大力发展的时期, 在发展智能电网的过程中, 节能调度发挥着重要的作用, 它是智能电网运行控制的核心, 在我国的电网建设中, 节能调度对节能减排和建立环境友好型、资源节约型社会发挥着积极的促进作用。本文结合智能电网的发展, 对互动式节能调度进行了分析和研究。

1 智能电网互动式节能调度的相关内容分析

1.1 互动式节能调度的基本内容

互动式节能调度是在不影响电网安全的基础上, 对发电企业和用户予以一定的自主权利, 允许用户发电计划的存在以及用电计划向节能方向的调整, 从中获取一定的经济利益。互动式节能调度的内容具体由下面的关系如图1表示。

1.2 发电企业参与互动

我国正处于社会主义的发展时期, 市场在资源配置中起基础性作用, 在电力企业, 要想在市场经济中得到自己的发展就要针对目前的市场情况对电力企业进行全面的改革。电力企业的改革主要面向的是资源的节约利用和环境的改善。对发电权交易是促进节能减排的额重要方法之一, 在我国的电力企业中已经得到了广泛的应用。发电权交易是指在保护用户基本利益的基础上, 利用双边交易或者集中交易的方法完成电量指标的买卖行为。这种买卖行为是在政府的指导下进行的, 将高耗能的发电指标专项低耗能的发电指标, 从而达到节能减排的目的。在这种情况下, 调度中心对发电企业的发电计划给予一定的自主权, 在这种自主权的支配下, 充分的实施厂内, 发电集团内和不同发电企业之间的节能调度。建立交易平台, 和交易模型, 从而实现能耗和污染物的低指标排放。

1.3 用户参与互动

我国以火力机组发电为主的时期, 用户的负荷性具有不同的特点, 用户参与互动是通过改变用户用电的负荷, 对尖峰负荷进行处理, 从而降低尖峰负荷带来的边际能耗水平, 用户的积极主动参与互动能够对用电负荷实施调度, 实现削峰。用户参与互动的过程如图2所示。

结合上图可以看出, 在技术上给用户互动提供相应的技术平台和信息渠道。发电企业的内部设置测量系统, 而调度中心的工作则是对发电企业的一些信息数据进行采集, 例如, 企业的成本、机组能耗、机组容量和污染物的排放以及检修计划和交易数据等等。在调度中心和用户之间建立起智能电网的互动通信平台, 使智能电表能够落实到每一个用户的家中, 再把用电负荷的大小、种类等等用电的基本信息传送给调度中心。调度中心的工作是对企业采集到的数据进行整理, 对系统的能耗量、电网的运行状态和用户的用电状态再传达给用户。调度中心还需要对用户的用电数据进行及时的检测, 预测用电的负荷高峰期, 提供负荷调整的相关经验和意见建议, 使用户自身的负荷资源进行主动的响应, 对不符合用电需求的政策进行及时的调整, 实现用户的互动。

2 互动式节能调度的模型和算法分析

2.1 互动式节能模型

互动式节能调度的主要作用是节能减排, 但是除了节能减排以外还有其他方面的作用考虑, 主要表现为有时候成本过高, 电网的运行不够稳定等等。基于此, 互动式节能调度的目标不仅仅在于节能减排方面, 还在于经济成本的节约、温室气体的排放、污染物的排放、运行的可靠性分析等等。为了提高调度计划的可行性, 要对不同的目标及调节方式进行考虑分析。以下几个模型主要涵盖了我们谈到的问题:

第一, 多目标一致性评估模型。这种模型对传统与现代互动式节能调度的目标进行评估, 如果一致性的程度较高就可以运用简单的加权平均方式形成单一化的目标函数。如果结果不统一, 那么就要对不同情况下的不同目标进行重要性的分析。对低碳发电调度与节能发电调度还需要展开评估, 从一致性和目标函数的一致性分析低碳电力调度与节能发电调度的多目标进行一致性的评估。

第二, 多目标协调优化模型。多目标一致性评估会出现不一致的情况, 那么针对这种情况就要进行多目标的协调优化。互动式节能调度中会出现很多种函数关系, 这样就提高了调度优化的复杂程度。解决这一问题就要对影响每一个单元目标的基本要素进行研究, 建立起多个目标协调的优化模型, 采取决策树的方法在不同的条件下采用的一种优化手段。调度计划可以按照时间点进行细分, 不同时间点的调度计划对研究形成不同的影响。

第三, 调度计划的时间颗粒度优化模型。在互动式节能调度中, 调度计划的时间颗粒度是一个固定的值, 一般情况下是十五分钟。我们举例说明在优化调度计划时间颗粒中的调度能否的到优化。例如, 在比较短的负荷期如果产生比较大的波动, 并且能够自动发电控制、旋转备用等能耗和成本相对普通发电机组的情况下就可以通过细化时间长度来把握负荷波动的情况。

第四, 智能多代理模型。互动式节能调度的另一个作用就是能够协调发电企业、电网和用户三者之间的协调问题, 对互动过程的种种行为进行控制和处理。在行为的处理方面可以采用智能多代理理论建立智能多代理的模型。在互动节能调度中嵌入智能性、中介性、机动性的代理模型。

2.2 互动节能调度的算法优化

互动式节能调度是一个超大规模非线性的理算时变的优化问题。在算法上我国通过学者的研究已经出现了许多种。其中动态规划法, 启发式方法和混合整数规划法等等已经得到了广泛的应用。在算法的优化过程中, 在节能优化调度引入多种互动以后, 算法比较复杂, 为了优化以往的算法, 主要从以下几个方面进行讨论。

首先, 基于贪婪算法的可伸缩机组组合算法。互动式节能算法应该以《节能发电调度办法》为基准, 保证安全稳定的基础上去分析机组煤的消耗水平, 分析机组开停的影响要素。在电量的转移比较多的时候, 对电网安全审核的处理、能耗校核的处理都会有相应的影响, 这就需要采用遍历算法保证节能效果其他的情况基本可以运用贪婪算法。

其次, 对综合煤耗微增率的出现进行优化处理。我国目前大规模的互联电网在较远距离情况下的输电有可能发生线损的问题。发电厂的能耗降低但是线损可能提高, 在这种情况下要以煤耗微增率为基础, 减少线损的情况, 降低发电煤耗实现优化。

最后, 云计算的电网优化调度计算。在引入互动后可能存在深度不足的一些问题。这样可以结合遍历法对开停状态模糊的边际机组进行开停状态的遍历。不仅提高计算量的伸缩还要保证优化的深度。云计算是利用计算资源的方法, 具有虚拟化、该可靠性和通用性的特点。云计算的电力调度是未来智能电网的主要研究方向, 可以利用闲置的资源降低电力企业的相关投资提高电网调度的优化结果。

3 结语

综上所述, 本文对智能电网的互动式节能调度进行了分析, 从模型、算法及互动关系进行分析的深入。基于尖峰负荷的能耗的用户侧互动优化进行了探讨。包括集中调度和发电企业自主调度的协调运作等等。智能电网的互动式节能调度为我国建设环境友好型, 能源节约型社会做出了贡献。这种调度方式将被广泛的进行运用。实现电力企业, 发电方及用户三方的利益, 达到降低能耗、节能减排的目的。

参考文献

[1]李童志.灵活互动智能用电的技术内涵和发展方向[J].电力系统自动化, 2012, 10 (2) :125.

[2]张森林, 张尧.区域电力市场环境下节能点调度方式[J].电网技术, 2010, 10 (24) :120.

电网优化调度 第8篇

以风电和光伏发电为主的新能源大规模发展是中国能源战略的发展趋势。中国新能源装机比重逐年上升,截至2013年底,全国风电 并网容量 为77.16GW、光伏发电并网容量为19.42GW,2013年全国风电和光伏发电量达140TW·h,相当于一个中等发达省份的用电量。其中,风电并网容量超过5GW的省级电网达7个,华北、东北、西北(简称“三北”)地区风电占全国总并网容量的89%,分别占其总装机容量的13.51%,20.78%,12.27%。根据国家可再生能源发展规划,到2020年全国风电装机容量将 达到200 GW,光伏装机 容量将达 到50GW,届时中国的能源结构将发生重大改变,因此必须提前开展相关研究以支撑新能源的大规模发展。

风电和光伏发电等新能源出力具有波动性和不确定性的特点,当电力系统内新能源占比较小时,新能源波动可看作负荷预测误差。但当新能源比重大到一定程度时,其出力的波动性和不确定性将会给电网带来诸多挑战:增大电网调峰、调频的压力[1,2]; 增加电网运行 方式安排 以及备用 容量配置 的难度[3,4,5];影响电网电 能质量[6];影响系统 安全稳定 性[7]。此时,传统电源长时间以来的确定性调度管理方式已不再适用,且新能源发电调度具有很强的政策性,因此有必要针对新能源运行特点及政策要求,建立相适应的调度技术支持手段,使得电网运行能充分适应大规模新能源发电的特性,提高电力系统新能源利用率。

本文首先分析了新能源调度的特点,介绍了一种基于多时间尺度的新能源协调优化调度方法,其中包括年/月度新能源电量计划的制定,以及日前和日内滚动优化调度的方法。最后,详细描述了基于智能电网调度控制系统基础平台(简称“D5000平台”)的新能源调度技术支持系统的框架设计、各子模块功能,以及该系统的应用情况。

1 新能源调度的特点

由于中国新能源发展速度快、建设集中,受局部地区电网输送能力以及全网调峰能力等因素限制, 部分地区已无法全额消纳新能源。为保证系统运行安全,必须开展新能源调度,制定新能源发电计划, 以保证新能源的最大化消纳和电力系统的安全运行[8,9,10]。

同时,中国新能源发电采用大规模集中式接入, 场站数量远远大于常规电源,新能源集中接入规模大,送出问题及调度运行管理问题突出。以甘肃电网为例进行说明,甘肃全省有52座风电场、94座光伏电站,其中敦煌变电站汇集28座风电场、13座光伏电站。预计到2020年,新能源集中开发的省级电网的新能源电站数将超过500个,分布式发电系统将近万个。再加之新能源的不确定性,新能源调度优化求解及运行管理难度极大,新能源调度更加复杂,必须建设新能源调度技术支持系统,实现对新能源的优化调度。

由此可见,新能源调度是为了保证新能源最大化消纳、协助电网安全稳定运行而采用的一种有效管理手段。同时它也是电网调度的一部分,其目的是将波动性强、场站数量众多的新能源进行精细化管理,为电网调度提供技术支撑。

为了保证电网安全稳定运行、促进新能源并网运行规范化管 理,新能源调 度应能够 实时监测 场 (站)功率和变化趋势,预测风电(光伏)发电功率,在此基础上制定合理的风电场(光伏电站)发电计划, 并通过对风电场(光伏电站)的并网运行特性进行评价,以加强对场站的管理,协调优化新能源与常规电源的调度,支撑全系统安全稳定运行,提高系统新能源利用率,即新能源调度应包含新能源实时监测、预测、调度计划与控制、辅助决策等方面的内容。由于上述部分功能是传统调度技术支持系统不具备的, 因此必须基于D5000平台开发新能源调度技术支持系统,并与传统调度技术支持系统相配合,以保证大规模新能源接入的电力系统安全稳定运行。

2 基于多时间尺度的新能源协调优化调度 技术

由于风电/光伏发电具有波动性和不确定性,很难准确预测,而且预测时效越长,误差越大,受目前资源模拟技术限制,其预测误差约为负荷预测误差的10倍。因此,为了提高新能源消纳比例,本文采用从年/月到日前及日内的多时间尺度协调调度方法。通过年/月度接纳能力评估,得到新能源年/月电量计划;通过日前最大接纳能力评估,协调新能源和火电计划,制定新能源出力区间计划,并实现限电优化分配;通过日内最大接纳能力评估,滚动修正计划,最大化挖掘新能源消纳空间。在多个时间尺度配合下,新能源预测带来的不确定性区间逐步减少, 保证了系统安全和新能源的最大化消纳。

2.1 新能源年/月度电量计划制定方法

为了优化系统运行方式,在保证常规电源年度计划有效执行的基础上最大限度地争取新能源电量消纳空间,需要制定新能源年/月度电量计划。新能源年/月度计划应以年/月度新能源发电量中长期预测为基础,重构得到新能源发电时间序列,然后根据全网运行方式进行电力平衡优化,最终得到可纳入电力系统运行的计划电量[11]。

通过制定新能源年/月度计划,可以在年/月度运行方式中预留合理的新能源接纳空间,保证年/月度计划的可执行性,同时可优化系统运行方式和检修安排,提高常规机组运行效益,对于优化新能源管理、提高电力系统新能源利用率具有重要的指导作用,对区域电网和新能源的建设也具有指导性意义。

新能源年/月度电量计划制定方法一般根据年/ 月度新能源电量预测结果进行确定,预留电量空间。但是,目前“三北”地区限风电成为不可避免的事实, 预测的风电电量不能全部纳入平衡。因此,需要采用基于时序生产模拟的仿真方法对全年运行情况进行时序模拟。文献[12]提出一种基于时序仿真的风电年度计划方法,综合考虑风电出力特性、负荷特 性、机组调峰特性、电网送出能力等因素,以最大限度接纳风电为优化目标,逐时段优化全网含风电的电力平衡,建立了用于研究省级电网年度风电计划的优化模型,用于指导含风电的系统年度运行方式。文献[12]提出的优化模型同样适用于新能源月度电量计划的制定。

2.2 新能源日前优化调度方法

新能源日前计划制定既要考虑调峰约束,又要考虑电网各个断面潮流限制约束。通过接纳能力评估,可以优化机组功率曲线,为新能源消纳让出空间,实现新能源与常规电源协调运行,提高系统运行经济性[13,14]。

为满足新能源的优先消纳原则,新能源发电优化调度模型的目标函数应设置为系统内新能源的限电总功率最小,即

式中:T为调度周期总时段数;Nw为系统接入的新能源场站数量;Pt Wci为新能源场站i在t时刻的限电功率。

模型的约束如下:

式中:t=1,2,…,T;Pt Wpi为新能源场站i在t时刻的功率预测值;Pt Gk为常规机组k在t时刻的出力计划值;Ng为常规机组的数量;NT为系统内接入新能源场站的主变压器数量;Nj Tw为接入主变压器j的新能源场站数量;PTmjax 为主变压器j的容量;Pt Lm为母线负荷m在t时刻的预测值;NL为母线负荷的数量;PGmkax 和PGmkin 分别为常规机组k的最大与最小技术出力;rkd 和rku 分别为常规机组k在1min内的最大上爬坡能 力和下爬 坡能力;Tx为时段间 隔; Pt Linen为线路n在t时刻的潮流值;PlLiim nen为线路n的潮流极限;Nline为线路的数量;PtRmuin 和PtRmdin 分别为系统在t时刻正旋转备用和负旋转备用的最小需求。

式(2)为风电场限电分配结果约束;式(3)为主变压器容量受限约束;式(4)为有功平衡约束;式(5) 为常规机组出力约束;式(6)为常规机组爬坡约束; 式(7)为系统正备用约束;式(8)为系统负备用约束; 式(9)为线路潮流约束。

由于日前新能源功率预测误差较大,调度计划安排过程中,新能源发电的调度计划只能是一个运行可以接受的范围,范围大小根据预测不确定度确定。图1所示为某风电场日前计划,蓝色区域为风电调度计划带。图中计划下限为零的时段为限电时段,计划下限不为零的时段为不限电时段。由于日前不确定范围较大,为了让不确定度范围缩小,必须进行日内滚动调整。

2.3 新能源日内滚动计划

日前以最大接纳新能源为优化目标,确定了日前风电计划范围和可能出现的限电时段。实时运行中,基于新能源超短期预测,对日前调度计划进行实时调整。日内滚动计划调整周期为5~15 min,必须考虑所有机组的可调节能力、投入自动发电控制 (AGC)运行的机组运行限制以及各断面和线路潮流约束[15]。

图2所示为新能源日内计划调整过程,如果日前限电,日内接纳能力增大,需要调整新能源发电计划,增大新能源接纳空间;如果日前不限电,日内接纳能力变小,不能接纳日前安排的新能源,那么调整新能源计划,保证系统运行安全。最终,通过滚动调整,挖掘新能源消纳潜力,提高新能源利用率和系统安全性。

3 新能源调度技术支持系统

由于新能源与常规电源运行特性有很大区别, 并且常规调度系统不包含新能源调度的应用功能, 因此传统调度技术支持系统已无法很好地应对大规模新能源并网给电网调度运行带来的挑战,必须在D5000平台上单独建立新能源调度技术支持应用。

3.1 新能源调度技术支持系统应用设计

如图3所示,新能源调度分两个层面:电网层面和场站层面。电网层面将新能源场站作为一个整体进行管理,而场站层面以整体形式参与电网调度,对场内风电机组/光伏逆变器以及无功设备等进行局部管理,通过两方面协调配合以支撑新能源调度。

场站侧通过建设智能监控平台,实现对场内所有设备的统一管理,以支持新能源调度,其内容主要包括:风电机组和风资源监测、功率预测、有功控制和无功控制。场站层面通过优化各模块功能,成为符合并网技术标准的友好型场站,为全网新能源调度提供支撑。

电网侧需要从全网角度出发,建立主站新能源调度技术支持应用,并与常规能源调度技术支持应用进行协调,辅助全网安全稳定运行。新能源调度技术支持应用内容又可以分为两个方面:一方面是实时运行部分,包括风电机组和风资源监测、全网功率预测、新能源调度计划、新能源实时运行风险评估;另一方面是后评价分析部分,包括弃风统计、优先调度评价、数据分析。

3.2 新能源调度技术支持系统功能介绍及应用

新能源调度技术支持系统从D5000平台获取全网各电源有功出力、全网用电负荷、断面各电源有功出力、断面实际值和断面限额等信息,同时从常规能源调度技术支持模块获取常规电源计划、全网开机容量、全网可调容量等信息,为新能源调度提供数据基础。

新能源调度技术支持系统共包括以下6个子模块。

1)资源及新能源发电监测子模块:实现平台数据采集与处理,实时监测,运行异常报警,运行趋势分析,综合统计分析,以及理论功率计算、预测、计划和实时功率同画面图形化展示等功能。

2)新能源发电功率预测子模块:实现全网、单场站短期和超短期预测,预测上报接入,误差统计分析,数值天气预报(NWP)与实测风速分析,预测结果综合查询展示,多场站分析,以及预测数据补录等功能。

3)新能源发电计划子模块:实现风电接纳能力评估、日前风电计划编制与下发、日内风电计划调整与下发、中长期风电电量计划编制、风电场考核评价与优先调度排序以及计划执行查询与分析等功能。

4)理论功率计算及弃风弃光统计子模块:实现测风塔法弃风计算、样板机法弃风计算、曲线查询、风速分析、统计分析、参数配置和统计报表等功能。

5)新能源优先调度评价子模块:实现全网调峰分析、断面分析、日前计划编制分析、实时执行情况分析、日评价、月评价、统计报表和基础数据校核等功能。

6)新能源调度运行数据分析平台子模块:实现基础数据监视与查询、概率分布分析、短时波动分 析、年月日规律特性分析、相关性分析、运行后评价分析、指标统计与更新、数据上报管理、场站基础信息管理以及数值天气预报展示等功能。

目前,新能源调度技术支持系统应用已在吉林、新疆、西北等16个网/省级电网上线运行,有效促进了新能源的消纳,保证了系统的安全稳定运行,为各网/省新能源调度运行管理工作提供了全面的技术支持。新疆新能源调度技术支持系统应用主界面如附录A图A1所示。

4 结语

本文针对中国新能源大规模集中式开发的现状,分析了开展新能源调度的必要性以及新能源调度的特点。在此基础上介绍了一种基于多时间尺度的新能源协调优化调度技术,包括年/月度电量计划制定、日前及日内优化调度,在多个时间尺度的配合下,逐步减少新能源预测误差带来的影响,保证了新能源的安全消纳。鉴于传统调度技术支持系统已无法很好地应对大规模新能源并网给电网调度运行带来的挑战,基于D5000平台设计开发了新能源调度技术支持系统,并在全国16个网/省级电网实现了应用,研究成果对中国智能电网调度控制系统的发展及提高新能源利用率具有重要的实践意义,同时也为未来更大规模的新能源接入提供了调度运行理论参考。随着新能源发电占比的逐渐提升,保障电力系统安全稳定运行的新能源实时运行风险评估将越来越重要,也是未来研究的重点方向。

电网优化调度 第9篇

1 目前崎岖电网经济调度运行中存在的问题

相对于省市的调度中心来说, 当日的发电计划需要根据前一天的符合预测来制定, 因此, 当日的负荷与前一天的负荷预测肯定会产生相应的偏差, 有的时候存在的偏差是不可忽略的, 短时间内, 这种偏差不会得到立刻的修正, 这就导致发电厂的开机满足不了发电计划, 发电量得不到运行人员的及时调整, 所以, 拉限电就会被采用, 这样一来, 全网的运行经济性与安全性就会产生一定得影响, 当用户需要的电量远不及发电量时, 就会出现热备用浪费的现象, 但是, 出现的这些情况, 前一天是不能准确的得到预测, 与此同时, 经销电量也限制执行, 这样一来, 大电网的优势就被掩盖, 对短期负荷预测工作的开展产生了一定得限制。

2 地区电网经济调度运行的措施

2.1 加强和规范运行管理制度

电网的经济调度, 不仅可以提升电网安全性, 同时也能在满足日常用电的基础之上, 从调度原理入手, 制定科学的能耗体系, 保证供电企业获得经济效益的最大化。在电网的日常运行中, 许多电力损耗都是在运输过程中产生的, 不仅影响了资源的合理应用, 同时还在一定程度上提升了电力企业营销成本。工作人员可以通过科学化的调度来调整电能损耗, 改善电网结构。通过缩短供电半径、完善就近原则等方式来减少电能运输中间环节, 确保电网功率因数最大化, 提升电能的实际使用效率。工作人员在进行日常调度时, 可以采取一些措施来补偿功率。专门负责调度的部门也可以通过指挥电网退电容器等方式来调整无功的流向, 让电网始终都处于最佳的运行状态下, 降低营销成本与供电成本。

除此之外, 要尽可能地完善电网运行各个环节的规范管理, 建立电网运行的高效机制, 加强电网的经济管理制度, 使电网运行的经济效益最大化变得可能。

2.2 电压调整及无功优化

2.2.1 经济运行电压调整

基于可操作性和实用性的基础上, 实施“逆调压”的执行原则, 充分运用负荷电压来实现对关系分时段的经济调压。根据相关资料了解到, 在110k V及以上电网中, 要实现运行电压的有效提升, 那么必须将占总损耗80%的负载损耗控制到最低;在80%的负载损耗中40%-80%左右为变压器空载损耗, 其中后夜运行电压较高的情况下, 其空载的损耗比例达到了最大, 为此在后夜时, 应当通过对电压进行下限偏移的方式来实现对配电线路的控制, 使损耗能够得到有效控制。

根据供电企业的具体情况, 线损归口管理部门应极大负荷情况的控制, 通过对最小负荷、最大负荷的运行参数进行测定, 再根据测定结果来计算。调度运行部门则需要结合理论计算的结果来实现对电网运行电压科学合理的调度, 并以此来实现有效降低损耗的目的。

2.2.2 无功优化

要实现无功功率的优化, 那么首先应当加强分区、分层以及就地平衡工作。在进入到建设和规划阶段时, 我们就需要对无功补偿装置进行优化, 基于“由下而上, 由末端向电源端”发展的顺序来实现逐步的平衡补偿;在对运行进行管理时, 应建立起各项指标集合的考核制度, 其中应当包括电容器可用率、电压合格率的强化、制度的建立、功率因素等, 使调度运行人员的日常调度工作能够得到有效加强, 进而促使日常调度工作中, 调度运行人员的变电站无功集中补偿装置的退、投管理能够得到有效补偿, 从而能够更好的实现对电压质量的改善, 促使网络有功功率损耗因此下降, 并促使电网的负载能力和经济性能够得到提高。

2.3 加强主变压器的经济运行管理

我们应当加强主变压器的经济运行曲线的定期编制, 通过理论计算对单台主变压器进行分析, 确保主变压器的经济负荷能够达到最大, 而经济负载率控制在最低;针对有2台机上的主变压器变电站, 可经由计算对经济运行的临界负荷进行明确。

在日常调度工作中, 针对单台变压器的变电站, 由于负荷调控措施和性质的有效性等问题, 实际上是较难实现对变压器经济负荷率下运行的, 但能够通过对负荷调控、变压器容量等进行调控的方式进行合理选择, 确保变压器的经济运行区间能够实现最小经济和最大经济负载;同时还需要根据具体主变压器的经济运行曲线以及负荷大小, 是对2台主变压器的运行方式进行调整, 使损耗能够控制到最低。

2.4 科学调整负荷曲线

负荷的高峰期, 输变电设备输送电流开始增大, 同时, 与负荷电流平方成正比关系的线损也会逐步的增加;相反, 负荷降低也会使得输送电流的减小, 线损相对应也会减小, 通过对负荷率与线损的相互关系分析得出, 如果电网负荷率为100%, 线损组成部分的可变线损将会变小, 所以, 需要对两个峰点的负荷进行严格的控制, 削峰填谷, 对负荷率进行提高, 减小峰谷差, 使得三相负荷得到平衡, 这样对线损的降低有很好的作用。

2.5 合理安排检修计划

电网的运行方式被输变电设备的停电进行了改变, 相同的供电负荷下, 输变电设备的输送潮流和线损得到了增加, 这样对供电的安全可靠性不利, 所以, 调度运行部门安排年度和月检修计划的时候, 应统筹兼顾, 对停电计划进行优化, 对检修方式进行合理的安排。尽量做到断路器检修与线路检修同步, 一次设备检修与需停电检修的二次设备检修同步;变电站电源进线断路器与本站其它的检修、消缺、清扫工作同步。

摘要：如何在保证地区电网安全的前提下, 进行经济调度、多供少损、降损节能, 这是摆在调度人员面前的一个重要课题。本文首先说明了地区电网经济调度运行的重要性, 然后分析了目前地区电网经济调度运行中存在的问题, 最后详细阐述了地区电网经济调度运行的措施。

关键词：地区电网,经济调度运行,电压,变电器,负荷

参考文献

[1]马骏.浅析地区电网无功电压控制策略[J].科技创新导报.2010 (06) .

新能源多目标优化电网调度模式探讨 第10篇

1 新能源发电技术及其特性概述

与广泛使用的常规能源 (如石油、煤、水能、天然气等) 相比, 新能源指在新技术基础上开发利用的非常规能源, 主要包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等。

1.1 风力发电

地球表面由于气压差异形成大气活动产生的动能称之为风能, 风力发电是否具备可行性是由风能密度和可利用的风能年累计小时数决定。风能具有高度随机性和间歇性的特点。原因在于: (1) 风能由自然环境条件决定。大气温度、大气压力、地貌环境对风况都会产生较为明显的影响。 (2) 风况的时有时无, 风速在大多数情况下无时无刻都在发生变化, 这个变化特点是:一般陆地上白天风速大, 至于正午2:00达至最大, 夜晚风速小, 黎明前6:00左右风速最小;而受夜间海洋水体温度高于大气温度影响, 大气层热稳定性变化大, 导致海洋风速午后2:00最小, 而清晨6:00风速达至最大。

由于随机性和间歇性的特点, 使得风能成为一种不确定性高、难以控制和调控的电能来源。目前对于风电的电网调度控制主要是通过控制设定风机切入速度和切出速度来进行。当风速高于风机切入速度时, 自动装置将风机并入电网;当风速达到切出风速时, 为避免对风电机组和电网造成损伤, 风机停止发电。

1.2 太阳能发电

太阳内部不断发生核聚变, 发光发热, 对外释放巨大的能量, 到达地球后的太阳辐射能量就是太阳能。科学数据表明, 太阳的寿命还有51亿年, 对于人类来说, 太阳能是取之不尽用之不竭的环保能源。太阳能的强度由日照强度、日照量、和日照时间决定。太阳能发电目前有两种方式: (1) 利用太阳能产生的热能发电, 效率较低。 (2) 光伏发电。通过光电反应, 将光能直接转化为电能。目前以光伏发电为主, 太阳能发电是一种发展前景极为光明的发电技术, 由于转换效率、投资成本、自然条件影响等因素, 太阳能发电目前使用多以小规模存在。

1.3 生物质能发电

生物质能是太阳能以化学能形式贮存于生物质中的能量形式。由于生物质能直接或者间接来自于绿色植物的光合作用, 其中硫等元素含量远低于煤炭等能源, 而氧和氢等元素则高于煤, 化学成分比煤炭更利于燃烧, 而其用作能源之后产生的气体主要为可以被绿色植物利用的二氧化碳, 污染物排放较少。生物质能发电主要分为三种类型: (1) 固体发电, 将生物质塑形为能源材料, 对负荷控制技术有较高的要求。 (2) 液体发电, 主要是对生物质进行后处理使用提取物用作发电能源。 (3) 气体发电, 利用生物质代谢或者分解产生的可燃性气体进行发电, 通常有沼气发电和炉煤气等生物质能发电目前已有一定规模上的应用。

1.4 其它新能源发电

1.4.1 地热发电

地热能是由地球内部放射性同位素热核反应产生的热能, 通过熔岩以热能方式释放出来, 抽取后用于发电。由于对地热田的温度要求、开采难度要求以及热效率等问题, 目前主要探究干蒸汽发电与扩容蒸汽发电以及双循环发电的联合发电技术, 以求获得较高的热效率。此外, 地下热岩发电也在发展中, 目前地热能发电应用较少。

1.4.2 海洋能发电

潮汐能、波浪能、温差能、海流能、潮流能、盐差能等, 能量来自于星体的星球引力和太阳辐射能量。受条件所限, 除了潮汐能已经有一定程度上的应用之外, 目前对海洋能发电的利用尚处于发展阶段。

2 新能源用作电力来源给电网调度带来的问题

2.1 新能源发电的组成形式

近年来, 我国新能源装机和发电量逐年大幅增长, 在我国能源结构调整中发挥了显著作用。风力发电和太阳能发电作为技术成熟、具有规模化开发和商业化应用的新能源发电方式, 发展速度居于各种新能源前列。目前, 我国已成为全球风电规模最大、光伏发电增长最快的国家, 并网风电、光伏发电装机容量已突破1亿k W。“十二五”期间, 我国风电装机容量年均增长29%, 发电量年均增长29%;太阳能发电装机容量年均增长170%, 发电量年均增长219%。但经济效益不足、发电技术水平不够成熟、能源资源的地理分布受限等原因, 海洋能、地热能、生物质能等多以分散式发电的形式存在, 开发利用占比较少。

2.2 新能源发电的不利于调度性

新能源发电具有间歇性、波动性等特点, 要将其并入电网, 就会对原有电网造成稳定性和安全性等方面的影响后, 需要进行协调配合。例如风能发电, 由于风力的不稳定性, 难以准确控制, 风电机组并入电网后, 由于时段性的功率变化或缺失, 必将影响电力实时的平衡, 进而影响电网的安全稳定运行。

此外, 新能源发电还受限自然条件的影响, 也是其可测、可控、可调难度大的原因之一, 但不同类型的发电方式受影响程度不同。地热能受自然条件影响, 但通常在相对较长一段时间内, 地热田都能够保证一定程度上的稳定能量来源;与之类似, 生物质能虽然由于热值的不稳定性会导致其发电出现经济性、稳定性、连续控制性方面的问题, 但是较少受到自然条件的影响, 控制和调度相对容易。以风能和太阳能为主的两种发电方式, 受自然环境影响最大, 其可控性是目前影响新能源发电并入电网之后产生的不稳定性的主要因素。

由此可见, 新能源大规模并网, 对电网的生产和运行带来极大的挑战, 因此迫切需要开展针对大规模新能源并网的电网调度模式研究, 统筹全网各类发电资源, 使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡, 满足安全运行标准, 以实现大规模新能源的科学合理利用。

3 新能源多目标优化调度

依据调度周期内各时段负荷的变化状况, 安排投入运行的机组, 将负荷在运行机组之间进行合理经济的分配, 已取得最好的稳定性、安全性以及兼顾经济效益, 是电网调度的主要内容。调度策略的合理有效直接影响着电网的稳定安全。

3.1 建立新能源多目标优化调度模型

考虑多种影响因素, 通过不同约束条件下数学建模, 建立电网多目标优化模型, 通过算例验证其可行性, 为系统化制定调度方案提供有效方法指导。

3.2 目前采用的短期电网调度方式

传统电网调度由于电力来源的可控稳定性, 主要是基于负荷的可预测性, 以及常规电源的确定性进行电网优化调度方案的制定。大规模波动性、不可控性、间歇性新能源并入电网增加了电网的不稳定性, 给电网带来了持续性的随机变化, 使发电功率的预测变得更加困难。为保证电网的稳定性, 应对电网调度出现的不确定因素, 通常采用的做法是预留一定的旋转备用, 将之新能源发电实际出力和预测值之间的出现的较大偏差的应对方式, 降低系统的失负荷以及备用不足风险。这种调度方式会导致常规机组长期低效运行, 造成资源浪费, 降低了应用新能源的效益, 不利于节省运行成本。

3.3 建设备用电源, 应用储能设备, 调节电源结构布局

为了保障新能源入网后的电力平衡, 可增加系统调峰容量。建设稳定的调峰能力强的电备用电源, 在新能源不稳定期间进行快速调峰;同时开发应用具有实用性的能源储存设备, 在新能源如风能发电电力过剩时储存电能, 而在风电功率缺失而用电负荷高峰时段作为备用电源。这种调度方式对新能源并入电网后的带来的不确定性有较好的规避风险作用, 但是同样存在短时间难以应用, 投资成本过高的问题。

3.4 建立智能管理系统, 启用市场机制, 考虑引入高效的需求侧响应

智能电网的发展, 大规模集中或分散的新能源电源群体将会出现;与此同时, 一系列可调度的负荷群体也将出现。将之纳入电网调度方案将可以有效协调个体单元与区域电网之间的矛盾。以有余而补不足, 国外对间歇性新能源并入电网后保证电力平衡的有效方法之一就是引入侧响应机制。将多种间歇性能源发电进行高效综合利用, 整合资源, 互为补益, 对提高供电的整体应变能力, 提升供电的可靠性有着重要的作用。

大规模新能源电源并入电网后, 对电网的电能质量、频率控制、电压调整、安全性和稳定性等造成多方面的影响。多目标优化电网调度模式, 对能源结构进行资源整合再利用, 最大限度利用火电等常规能源调峰能力, 充分发挥抽水蓄能电站作用, 采用先进手段控制风电场有功出力, 加大不同电网调峰互济与跨区电力交易规模, 从而发挥新能源绿色环保、可持续利用的优势, 降低新能源并网带来的负面效果, 减少电网的运行成本和系统旋转备用容量。但是, 其在我国实行的具体管理办法还有待进一步探讨。

参考文献

[1]孟杰.含大规模新能源的电力系统优化调度问题研究[D].华北电力大学, 2014.

[2]张峰.考虑虚拟发电厂并入的电力系统多目标优化调度[D].华北电力大学, 2014.

浅析智能电网调度一体化 第11篇

摘 要：在国家电网调度中心提出了智能电网调度技术支持系统框架的基础上，提出如何在目前调度系统实现智能电网调度技术支持系统框架的功能目标。

关键词：智能电网；调度；数据库；动态数据；一体化

智能电网是电力工业的一场巨大变革，将引起电力工业在各个领域的革新。作为电网运行的直接生产单位——电力调度通信中心面临的变革最为紧迫。为此，国家电网电力调度通信中心构建了《智能电网调度技术支持系统建设框架》，指导各网省公司建设智能电网技术支持系统。本文根据国调中心《智能电网调度技术支持系统建设框架》的目标，结合目前电力调度生产基础上实现智能化，研究了如何在实现智能电网调度技术支持系统的实现问题。

一、电网调度功能

由于电能的特点决定了电能必须实时平衡，即发电和用电必须实时平衡，因此作为电网安全稳定的直接生产单位，各网省调必须实时获得电网的相关运行数据并进行合理的电网运行方式安排和事故处理以确保电网的安全稳定运行。

传统SCADA/EMS系统作为电力调度最核心的系统，实现对电力系统运行状况的监测和控制。SCADA通过采集各发电厂（站）、变电站电气设备的电气量、开关量以及通过AGC、AVC等对电气设备进行控制和调节，实现“四遥”功能；故障录波系统和故障测距定位系统实现对电网事故数据的有效保存；电网安全校核系统和母线负荷预测系统实现对发电计划的有效安排；广域测量系统和电网动态预警系统实现对电网的动态监测和预警；电能量采集系统实现对电量采集；上述这些调度的主要系统共同保证着电网安全经济运行。

二、数据一体化

实时传送电网动态数据并进行及时有效的分析是智能电网的最基本要求。网省级调度部门作为电网运行的直接管理部门需要实时了解系统运行情况并针对电网出现的问题及时处理。而电网运行数据的快速获得是调度运行人员了解电网运行状况并进行有效处理的前提和基础。SCADA/EMS系统是目前电力系统运行的支持系统，是调度运行人员获得电网运行数据的直接工具。但是由于SCADA/EMS系统主要采集电力系统稳态数据，不能采集动态数据，因此其不能满足智能电网的要求。而基于同步相量测量单元设备PMU的出现较好地解决了此问题。

三、数据平台一体化

根据国家电网公司的要求，智能电网的基础数据平台应能满足向各类应用提供数据支持和信息服务，主要功能包括数据库管理与访问、数据交换机制、人机环境和系统管理等基本功能。基础平台需要全面支撑电网实时监控、调度计划、安全校核和调度管理等四大类核心应用，支持构建分布式一体化的调度技术支撑体系。

四、功能一体化设想

（一）基本功能的一体化

WAMS系统与动态预警系统的高级应用功能诸如在线状态估计、在线静态安全分析、在线暂态功角计算分析（包括功角稳定、电压稳定和频率稳定）、在线动态稳定计算分析以及与之相适应的预防辅助控制策略等都可以在EMS系统上实现，而区别仅在于在线稳定计算同传统的基于EMS/SCADA进行在线稳定计算的区别就是在于其状态估计精度的提高。

（二）新应用功能推广实现智能化

1.电网运行方式的预安排

为了实现智能电网的目的，可进一步利用电网动态预警系统与辅助决策系统的功能，将电网动态监测预警与辅助决策系统的功能推广应用至电网的运行方式安排上。在统一数据平台的基础上，根据当前系统的电网结构、负荷预测系统提供的明日96点负荷预测、发电机计划安排以及调度工作票系统提供的电网检修计划进行明日电网96点安全稳定性计算以及发电计划校核，利用动态预警与辅助决策系统强大的计算功能及辅助决策信息实现对明日电网运行方式安排的有效安排和校核，实现国调中心提出的调度计划应用及安全校核功能。该功能将发电安全校核系统（负荷预测系统）的功能融入动态预警系统，实现发电安全校核系统同动态预警与辅助决策系统一体化。

2.电网经济运行分析

电网调度运行部门目前最关注的是电网的安全稳定性，这是因为发电计划通常不是由调度部门掌握的，因此很难实现经济调度。但随着智能电网的建设，电网的经济分析将是其必不可少的功能。

（1）进行电量统计分析：由于PMU能够动态测量数据，因此可以进行电量分析计算，实现对电量采集装置的校核。

（2）网损统计分析：离线的网损计算不能正确反映实际网损，这是因为电网运行的状态是经常变化的，表现在电气设备的检修、电网的建设和电源的建设等都会对网损造成影响。

（3）AGC的经济调控：目前AGC的调控是根据发电机的特性进行调控的，但随着智能电网的运行，AGC应该实现经济调控，在电网出现功率波动时，AGC优先调节上网电价低的有效机组。

（4）经济调度的使用。当发电计划与实际出现差别时，采用经济调度。虽然最优潮流在理论上是可行的，但在电网实际的调度生产运行中，其适用性不大。

3.提高断面极限功率

在电力系统调度部门，人们通常用断面极限功率的概念来控制潮流，这种概念是建立在负荷变化的基础上，是为调度运行部门进行灵活调节发电机组的出力而建立的。断面极限功率的获得是假定发电机组功率一定（通常是满发）的情况下，通过调节负荷变化进行仿真计算获得的。

五、结语

电网优化调度 第12篇

为应对全球能源短缺和气候变化,实现能源生产与环境可持续协调发展,当前电力系统优化调度问题的研究重心已发生转移,由传统的仅以系统总能耗最少为优化目标的经济调度迅速向以节能减排为综合优化目标的环境经济调度发展[1,2,3,4]。同时,随着可再生能源发电的迅速兴起,电网中大规模风电的接入越来越普遍,但由于自然界中风速不可控性导致风电场出力的不确定性,使得风电特性显著区别于常规火电及水电,具有很强的随机性和间歇性,这又对电力系统优化调度提出了更高的要求[5]。

为了提高含风电场电力系统优化调度的有效性和可靠性,在构建优化调度模型时必须对风电出力的不确定性加以考虑。目前常用的处理方法主要包括预测风速[6]、模糊建模[7]和概率分析[8]等。由于风速随机性太强,尽管国内外在风速预测方面已开展了大量研究,但总体而言预测误差仍然过大而难以实用;模糊建模中一般是应用模糊数来表示风电场出力,虽有一定可行性但其评判标准常带有较大的主观性;而概率分析法是通过对大量风速样本进行统计分析得到风速分布概率模型,并进而转换为风电出力分布概率模型,相对而言更具可行性及客观性。大量研究表明,双参数威布尔(Weibull)分布曲线能较好地拟合大多数地区的实际风速分布概率函数,并已在风能分析及风电场设计过程中得到广泛的应用[9,10]。本文拟基于风速变化特性服从双参数威布尔分布构建含风电场的电力系统环境经济调度随机优化模型,并在目标函数中引入因风电实际出力与计划出力可能不相符而导致系统需增加维持稳定运行的成本估计值,以充分体现风电出力不确定性对优化调度的影响。

鉴于大规模风电接入电网多目标优化问题非常复杂,本文主要针对风电并网静态环境经济调度问题进行深入研究。由于环境污染和经济性两优化目标的度量标准并不一致,且会相互冲突,因此只能在两目标之间进行协调折中,使各目标都尽可能达到最优。此外,根据风电出力和风速的关系可导出含风电场的环境经济优化调度模型中的风电出力为不连续随机量,因此难以采用常规的优化算法对模型进行求解。针对该优化模型所呈现的目标耦合、变量随机、多约束、非线性的特点,提出采用基于非劣排序微分进化(NSDE)的多目标优化算法对其进行求解,并根据优化结果对含风电场的电力系统环境经济调度问题进行深入分析。

1 风电机组出力随机特性分析

风电机组出力与其轮毂高度处的风速密切相关,风机捕获的风功率可以用式(1)来表示[11]。

其中,pw为风电机组出力;cpw为风机功率系数,是风机叶尖速比和桨距角的非线性函数;ρ为空气密度;A为风轮扫掠面积;v为风速。

由于式(1)中非线性因素影响作用通常很小,本文采用如式(2)所示的线性分段函数简化表达风电机组出力与风速的关系[12]。

其中,vin、vout和vr分别为风机的切入风速、切出风速和额定风速;prw为风机的额定功率。当风速高于vin时,风机启动并网运行;当风速等于或大于vr时,风机保持额定功率输出;当风速低于vin或高于vout时,风机停机并与电网解列。

由于风速的随机性和不可控性,风电机组出力必然也具有随机特性。风速的随机性通常可近似认为服从双参数威布尔分布[9],则风速的概率密度函数fV(v)可表示为:

其中,k和c为威布尔分布的形状参数和尺度参数,可由统计时段内的风速平均值μ和标准方差σ求得,计算式见式(4)和(5)。

其中,Γ为伽马函数。由于式(4)中需求解伽马函数的反函数而存在较大难度,实际应用中k值可采用式(6)近似计算[13]。

基于风机出力与风速的关系,综合式(2)和(3)可进一步导出风电机组出力的概率密度函数fW(pw),该函数为分段函数[8]。当风速服从威布尔分布时,风机出力pw等于0或额定功率prw时的累积概率PW可分别表示为式(7)和(8)。

pw处于0到prw之间的概率密度函数fW(pw)为:

可见风电机组出力的概率密度函数要比风速的更为复杂,应由不连续的3段构成,且可验证3段累积概率总和等于1。

2 风电接入系统多目标优化调度模型

2.1 环境污染目标函数

污染排放主要来自火电厂,所排放的有害气体主要包括CO2、SO2、NOx等,各气体排放量与输出功率的关系可单独建模,本文在此采用污染气体综合排放模型[1]。若系统中共有n台火电机组,则系统污染气体排放总量E(单位为t/h)的目标函数可表示为:

其中,pi为第i台火电机组计划出力;αi、βi、γi、ξi、λi均为第i台火电机组的污染气体排放系数,可以根据该机组的有害气体排放监测数据采用最小二乘法得到[14]。

2.2 经济性目标函数

2.2.1 常规电能费用

常规发电机组能耗特性曲线通常可用二次函数来拟合,此外,汽轮机进气阀突然开启时会出现拔丝现象而产生阀点效应,在机组能耗曲线上表现为叠加一个脉动效应。可将n台常规机组的总发电费用CT表示为:

其中,ai、bi、ci为第i台机组能耗特性参数;gi、hi为其阀点效应参数;pimin为该机组出力下限。

2.2.2 风电费用

考虑风电的不确定性对电网的影响,可将风电费用构成分为3项,分别为风电预期成本CW、风电低估不平衡代价Cp和风电高估不平衡代价Cr[8]。若风电由系统外部引入,则预期要支付的费用可看作风电预期成本,设其正比于风电机组计划出力,若系统中共有m台风电机组,则有:

其中,di和piw分别为第i台风电机组的费用系数和计划出力。若该风机归属于本系统,风能一般不产生成本消耗,则将di设为0即可。

若因某风电机组出力被低估而导致风电实际有效出力高于计划出力,将会增加系统平衡调整或能源浪费惩罚费用,即产生风电低估不平衡代价。当各风电机组的计划出力piw确定后,则可根据各风机所处地区的风速随机分布特征,考虑各风机出力被低估的概率,按式(13)计算出总的风电低估不平衡代价Cp。

其中,kp,i、prw,i、paw,i和fW,i(pw)分别为第i台风电机组的低估不平衡代价系数、额定功率、实际有效出力和出力概率密度函数。

若因某风电机组出力被高估而导致风电实际有效出力少于计划出力,将会增加系统旋转备用及平衡调整费用,即产生风电高估不平衡代价。当各风机计划出力piw确定后,考虑各自被高估概率,可按式(14)计算出总的风电高估不平衡代价Cr。

其中,kr,i为第i台风电机组的高估不平衡代价系数。

综合上述常规机组和风电机组成本分析,可得含风电系统的经济性目标函数为:

其中,C为含风电场电力系统综合运行成本,单位为。

2.3 约束条件

各机组出力应满足以下约束条件:

其中,LD和LL分别为系统总负荷需求和网损;LL与电网潮流有关,可采用式(17)简化计算[15]。

其中,Bi j为机组i和机组j之间的网损系数(当机组为风电机组时,则式中对应的p应改为pw)。pimin和pimax分别为第i台常规机组在调度时段内的出力下限和上限,可以根据调度时段初始出力并考虑机组爬坡速率约束和机组运行时最大/最小出力限制等因素后确定。

综合目标函数式(10)、(15)及约束条件式(16),即为含风电场电力系统的环境经济调度模型。

3 模型求解

3.1 算法设计

由于上述含风电场的环境经济调度模型中污染排放和经济性两优化指标的度量标准不一致,且会相互冲突,一般不存在使所有指标都同时达到最优的绝对最优解,而是存在着一系列所谓的Pareto非劣解,各解对应的目标函数值称为非劣目标向量,由所有非劣目标向量形成的区域称为Pareto前沿[3,16]。对多目标优化问题的求解实际上是设法找到尽可能多的Pareto最优解,且对应的各目标向量在Pareto前沿中能均匀分布,以使得决策者的可选择域更大。针对上述多目标优化问题,在此采用文献[3]中提出的NSDE算法进行求解。该算法通过将非劣排序操作与微分进化算法有机融合,并对个体排挤机制和变异策略进行改进以克服进化早熟和搜索不均等问题,已被验证其多目标寻优性能要明显优于常规的NSGA-Ⅱ等算法。

设系统中共有n台火电机组和m台风电机组,本文算法设计流程如图1所示。其中,Gmax为最大迭代次数,F和CR分别为微分进化过程的变异尺度因子和交叉概率因子。

父种群U构造如下:

式(18)中每行代表一个体编码,v为种群包含的个体总数,各元素u为在[0,1]间随机产生的实数,则各机组的出力可通过式(19)进行计算。

将最后一台机组定为风电机组,其出力不参与随机编码,可根据式(20)由功率平衡约束条件得到。

且当个体编码不满足等式约束时(pmw<0或pmw>pwr,m),则该个体对应的各机组出力根据式(21)更新以施加全局惩罚。

然后代入式(10)和式(15)计算种群中所有个体的各目标函数值,以作为循环迭代过程中Pareto非劣排序和种群更新的依据。Pareto非劣排序和种群更新过程可详见文献[3]。最终得到的父种群即为本文多目标优化问题的Pareto最优解集。

3.2 多目标优化决策

实际应用中,实施的方案一般只需一个,决策者还需从Pareto最优解集中选取出一个综合最优解,因此最终还要进行多目标优化决策。

在此首先可根据模糊集理论将每个Pareto最优解对应各目标的满意度用如式(22)所示的模糊隶属度函数表示[17]。

其中,i=1,2,…,Nps;j=1,2,…,Nobj;Nps和Nobj分别为Pareto最优解和目标函数个数;fi,j为第i个Pareto最优解对应的第j个目标函数值;fjmax和fjmin分别为第j个目标函数的最大和最小值;si,j为0或1时分别代表对第j个目标函数值完全不满意或完全满意。

由全部si,j可构成一个Nps行Nobj列的决策信息矩阵。在此借鉴信息论原理,采用熵权法由决策信息矩阵来客观确定各目标在综合评价中的权重。在信息论中,熵可以度量数据所提供的有效信息量[18]。可将各目标的熵H定义为:

其中,j=1,2,…,Nobj;当hij=0时,令hijln hij=0。

熵权法的基本思想是某指标数据的差异程度越小则熵值越大,说明该目标所提供的信息量越少,则其在综合评价中的权重应越小,反之亦然,这与实际决策的思路相吻合。根据熵权法原理各目标评价权重的计算式可定义为:

不同于传统的多目标加权转单目标优化方法中权重需主观预设,式(24)所得的熵权为综合性客观计算的结果,更加科学合理[19]。然后,可用式(25)求得Pareto最优解集中各解的综合满意度:

最后通过比较,将具有最大S值的Pareto最优解确定为综合最优解。

4 算例及分析

为说明本文方法的可行性,以文献[3]中含6个常规发电单元(设分别处于电网中6个不同节点上)的简化电力系统为例进行风电接入多目标优化调度分析。各火电机组参数及该系统网损系数矩阵如表1和表2所示。

为便于公平对比,设在系统中1号节点位置接入一同等容量的大规模风电场以取代原常规机组U1。设该风电场拥有200台同型号风机,风机额定功率为1.5 MW、切入风速vin=3 m/s、额定风速vr=15 m/s、切出风速vout=25 m/s,安装地点地形平坦,该地区风速所

服从的威布尔分布形状参数k和尺度参数c分别为2.2和8.9;风电费用系数d为35,风电低估和高估不平衡代价系数(kp和kr)均为3.0。因单台风机容量太小,一般以整个风电场为单位参与经济调度,则风电总装机容量为300 MW。系统总负荷需求为2000 MW·h。

采用本文提出的多目标优化调度方法可得图2所示的风电场接入前后环境经济调度Pareto前沿对比。

由图2可看出,风电不宜盲目接入。因风电的高度随机性将增加系统不平衡代价,只有当废气排放量E被限制在较低水平时(本例中为1.98 t/h),接入风电才能体现出明显优势和必要性,可用更低的综合运行成本C实现更少的废气排放;相反,当系统的废气排放限制较宽松时,若接入风电后仍允许维持原废气排放量,则系统最优综合运行成本C反而会更高。因此一般只有在对环境保护要求较高时,新建和接入风电场才是合适的。

同时还将目前最广泛采用的多目标优化算法NSGA-Ⅱ[20]所得到的风电场接入后的环境经济调度结果与本文NSDE算法所得结果进行了对比(最大迭代次数均为2 000次),局部Pareto前沿对比如图3所示。明显可看出本文方法可得到更准确、更完整的Pareto前沿。

根据式(25)可得如表3所示的该风电接入系统的环境经济调度综合最优解,其中的综合运行成本C已考虑了风电计划出力与随机性的实际出力不符时产生的系统不平衡代价。

为进一步研究风电随机性对环境经济调度的影响,在此分别调整kp和kr值可得到图4所示的3类Pareto最优解集中各解对应的风电计划出力。

可见,在风电和火电综合系统中,当污染排放控制较严时,风电的节能减排效应就会凸显,此时风电的影响力显著增大,风电出力的提高可使得废气排放量呈线性下降趋势;此外,若风电计划出力定得过低,节能减排效应微弱,而风电随机性导致的不平衡代价却激增,风电接入的优势将逆转为劣势,因此系统多目标优化调度方案中不会出现很低的风电计划出力。上述分析与图2的分析结果也相吻合。

图5为改变kp和kr值所得到的3个Pareto前沿对比,由此可深入分析不平衡代价系数对系统综合成本的影响特性。将图5结合图4的风电计划出力与污染排放的关系可看出,若要污染排放较低,风电计划出力应较高,此时风电被高估概率较大,被低估概率较小(当风电计划出力接近300 MW时,则低估概率接近为0),因此图5反映出Pareto前沿在较低排放区对高估不平衡代价系数kr的变化高度敏感,而对低估不平衡代价系数kp的变化不敏感;反之,Pareto前沿在较高排放区则表现为对kr的敏感度下降而对kp的敏感度上升。因此系统在实际运行中可根据对环境经济调度优化结果的分析,通过适当地调整kr或kp值来有效降低系统运行成本和减少污染排放。比如在本例中实现节能减排最有效的措施是降低系统旋转备用价格以减小kr,而通过减轻可再生能源浪费罚款等相关措施以减小kp的效果则相对较弱。

5 结论