计及机组日前计划的自动发电控制研究与实践

文章提出了计及机组日前计划的自动发电控制模式及调节量分配策略并完成软件开发调试.该模式既满足电网实际运行中ACE调节和CPS指标控制,又较好地跟随了机组日前发电计划,满足经济调度、节能调度、“三公”调度的需求.验证表明了该模式的可行性和有效性,并在浙江电网中投入正式运行.     

考虑热电协调的城市电网调度计划方法研究与系统开发

热电联产机组在我国城市电网中规模日益增加,使得城市电网日前调度计划编制过程中,必须统筹考虑供电与供热的协调问题。按照"以热定电"的热电联产机组调度运行要求,提出了考虑热电协调的城市电网调度计划模型与方法。结合调度运行管理规定,设计了城市电网调度计划系统的体系架构和功能模块。最后,基于广州供电局的实践情况,介绍了该系统的实际应用效率。     

含分布式电源的主配一体化电网日前-实时协调风险调度方法研究

分布式电源的大量接入对电网调度及安全运行带来严重威胁,为提高配电网安全稳定运行水平,提出了含分布式电源的主配一体化电网日前-实时两阶段协调风险调度方法,构建了主配一体化电网日前、实时风险调度模型,将风险指标与调度成本目标进行耦合,在实现经济调度的同时,保障配电网安全运行。日前风险调度制定小时级发电计划和负荷曲线,为实时阶段提供安全运行点;实时风险调度在日前计划基础上考虑实时风险因素或故障,优化电网安全运行点。     

计及细节层次直接负荷控制的区域综合能源系统多时间尺度优化调度

考虑风光出力和负荷的不确定性及温控负荷反弹特性的精细建模程度对区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)优化调度的影响,提出计及细节层次直接负荷控制的多时间尺度协调优化调度策略。日前调度采用三阶段反弹简化直接负荷控制模型,以系统运行经济性最优为目标求解机组运行计划;日内调度基于细节层次直接负荷控制仿真修正日前反弹负荷曲线,求解各微源的出力计划;实时调度进一步细化日内仿真反弹负荷曲线,结合模型预测控制理论,通过反馈校正和滚动优化调整微源出力,实现多时间尺度的协调运行。算例结果表明多时间尺度下计及细节层次的直接负荷控制更能贴合实际系统运行,实现机组出力精准化控制,验证了所提优化调度策略的可行性及有效性。     

江苏电网月度机组组合系统设计

为了提升系统运行经济性,有必要在月度时间跨度上优化机组组合方案,并与日前、日内调度计划方案配合,制定更优的调度计划。结合江苏电网月度机组组合系统的建设,阐述了月度机组组合与日前、日内调度计划之间的配合关系,设计了月度机组组合系统的框架结构和计算流程,探讨了江苏电网月度机组组合系统的优点。江苏电网应用结果表明,月度机组组合系统能够有效优化机组启停方案,提升调度计划的精细化水平。     

基于模型预测控制的微电网多时间尺度协调优化调度

微电网多时间尺度优化调度是消纳间歇性分布式能源的有效技术手段,针对传统基于潮流断面信息的多时间尺度优化方案易出现机组调节响应不及时、计划跟踪误差较大等问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的多时间尺度协调调度方法。在日前调度阶段,综合考虑电价峰谷差、储能寿命及可再生能源随机性,建立了以系统运行成本最低为优化目标的最优经济调度模型。在日内调度阶段,为应对可再生能源日前预测误差带来的联络线功率波动,同时为确保储能满足日运行能量平衡约束,提出了一种基于MPC的日内滚动优化校正策略。采用有限时间窗内的滚动优化调度代替传统单断面优化调度,提前感知未来一段时间内的可再生能源出力及联络线计划的变化从而对机组出力进行调整,同时结合时域滚动和系统实时状态的反馈校正,更大限度地消除了微电网中不确定性因素的影响,确保了日前计划的合理性及系统运行的稳定性。以某示范微电网为例,通过算例分析验证了所提模型及算法的有效性。     

低碳经济下风火互济系统日前发电计划模式分析

风电是最具竞争力的低碳能源之一,是推动低碳经济发展的重要力量。考虑风电机组出力特点,关注风电低碳效益的发挥,研究了风电机组与火电机组协调运行的问题。通过引入CO2价格指标,建立了风火互济系统运行的综合最优模型。从风能利用原则、日前发电计划优化目标、风电参与日前调度的方式3个方面提出了含风电的5种典型日前发电计划模型。在典型风火互济系统中对各模式进行了比较,并深入讨论了CO2价格、不同风电接入水平对模型的影响。结果表明,优先调度风电但允许少量弃风将显著提高中国风火互济系统整体效益,该模式优于全额接纳风电的模式;通过引入CO2价格机制,以经济和环保并重的计划模式优于传统的以发电经济性为目标的模式;当CO2价格达到一定水平,风电机组与常规机组平等参与日前发电计划可实现真正意义上的系统运行经济性与环保性的综合最优。     

考虑机组合同电量完成动态均衡的日内安全经济调度

实际运行中日内负荷波动、风电波动、发输变电设备异常等原因将造成机组日内调度出力极大偏差日前发电计划,进而增加了“三公”调度模式下电量进度均衡控制的难度。为此,提出了考虑机组合同电量完成动态均衡的日内安全经济调度的模式、模型和方法。该方法基于经济调度优化内核,通过机组合同电量非线性均衡控制方式,实现对机组日内电力、电量的协调优化和合同电量完成进度的日内精确控制;日内机组合同电量完成进度的实时跟踪及滚动建模机制能够实时跟踪电网及机组运行条件的变化,及时调整各台机组的出力,实现电量分配在时间维度和空间维度的最佳协调,从而极大提高电量控制对电网运行环境变化的适应性。所提方法将为实际调度计划及运行业务的效率提升提供理论支撑。     

多时序协调的发电调度系统开发与应用

传统"日前调度计划+AGC控制"的调度模式,时间跨度大,精细化程度低,不仅给调度人员造成沉重的工作负担,更给电网安全稳定运行埋下隐患。针对上述问题,从时序上进行扩展,增加滚动计划与实时计划两个调度环节,提出了"日前调度计划+滚动调度计划+实时偏差调整+实时校正控制"的多时序协调调度计划模式,开发了相应的支持系统,并在贵州电网进行了推广应用。该系统有效降低了调度人员值班过程中对机组出力调整的工作量,提升了电网运行的可靠性和调度业务的精益化水平。     

特性各异电源多目标协同优化调度系统研究

针对国内电网运行实际存在的诸多问题展开研究,提出特性各异电源多目标协同优化调度系统的设计思想,系统建设以国家和行业相关政策性文件为依据,实现了日前计划、滚动调度、实时调度及AGC四级多时间尺度协调有功调度,并综合考虑了节能和经济因素,优先调度水电、风电等清洁能源,提高风电消纳能力和火电机组发电效率.     

分时电价下考虑用户侧响应的日前调度计划建模与分析

利用电量电价弹性矩阵,研究了分时电价下,考虑用户响应行为的电力系统日前调度计划。基于用户侧经济效益最优情况下的负荷响应曲线,考虑到负荷曲线峰值下降可能会造成电力系统原始机组装机容量出现冗余的问题,对火电机组进行经济排序和开机安排。利用改进粒子群算法对模型进行求解。算例分析表明,分时电价下,用户响应能够实现削峰填谷的作用,且随着峰谷值电价差值的增加削峰填谷作用更为明显。用户响应可以减小高能耗机组的运行,减小购电费用增加电网的收益,同时使得火电机组出力平稳,减小煤耗提高运行效率。     

考虑电网安全约束的调度计划与停电检修计划优化

针对考虑电网安全约束的调度计划智能优化与停电计划进行了研究.首先建立了考虑安全约束的调度计划优化模型,从而确定机组的组合状态.考虑到电气设备运行检修状态的需求,从稳定性分析和检修指标两方面对设备检修需求进行了分析.考虑到停电计划需要结合机组短期和中长期调度计划安排,提出了基于多级安全校核的停电计划规则.最后针对机组调度计划进行了仿真分析,说明了所提方法的有效性.     

含风电电网晚高峰期临时启机并网策略

负荷与风电变化的不确定性可使电网在运行日晚高峰期间面临巨大的调峰压力。为此,提出一种晚高峰期净负荷攀升时临时启动小机组的调度策略。首先在晚高峰到来前设置观测点。当发现观测点之前多个时段净负荷预测偏差较大,则对后续净负荷预测曲线进行修正,并按修正后净负荷预测曲线对发电计划进行更新。若新发电计划中负荷量在安全限值内,则依然维持原日前机组组合方案不变。反之若优化结果存在超越安全限值的限负荷量,则判断电网需临时启动小机组,再根据越限的限负荷值确定小机组容量及并网运行时间。最后根据小机组较为特殊的物理特性,建立晚高峰期含小机组并网的发电计划模型。模型充分考虑小机组从冷启动到退出过程的出力特性,并借用原发电计划信息对优化变量和安全约束进行简化,以提高模型计算效率。算例表明所提小机组临时启机并网策略正确可行。     

计及风电消纳与发电集团利益的日前协调优化调度

消纳大规模风电增加了系统调峰难度,统一调度调峰资源可能使有深度调峰能力的机组产生偏离成本的经济损失与环境污染,难以保障机组调峰的公平性与积极性.提出集中调度与发电集团自主调度相协调的日前调度模型,将日前优化调度分为两阶段进行:第1阶段沿用集中经济调度方式,以系统煤耗最低为目标形成发电计划,并由机组发电计划得到各集团总发电计划;第2阶段各集团保持总发电计划不变,以集团发电成本最低为目标进行内部优化,重新形成机组发电计划.各集团作为独立利益主体,仅在第2阶段目标中计入机组差异、深度调峰、负荷互动等因素.经IEEE 30母线算例验证,该模型可缓解机组调峰压力,降低弃风率,减少发电集团与系统的运行成本.     

计及需求侧资源的主动配电系统两阶段优化调度

可再生能源具有间歇、随机的出力特性。随着大量可再生分布式能源接入主动配电系统,其安全稳定运行受到了严重的挑战。采用基于场景的鲁棒优化方法构建了计及需求侧资源和快速启动机组的主动配电系统两阶段优化调度模型,以系统运行成本最小为目标,实现分布式可再生能源的消纳。在日前调度阶段,制定ADS的购电计划,及网内快速启动机组的启停计划;在日内调度中,结合日前调度,确定快速启动机组出力与需求侧资源出力,实现负荷动态平衡。最后采用修改的IEEE 33节点算例对所提出模型进行分析,结果证明了模型的可行性与科学性。     

如何有效控制机组非计划停机

发电机组的非计划停机是发电厂安全可靠性指标管理中的一个重要指标。找出了造成火电机组非计划停运的主要因素,提出了改进措施,为提高火电机组并网运行稳定性提供依据。     

基于两阶段优化的风储联合发电系统日前发电计划模式

考虑风电日波动性对常规机组启停的影响,为准确刻画系统运行经济性与风电消纳能力的关系,设计了风电最大出力模式、经济运行模式和运行成本控制模式3种风储联合发电系统日前发电计划模式,提出了不同模式的两阶段优化模型及快速求解算法。第1阶段通过储能系统和常规机组协调调度,实现经济性最优或弃风量最小的目标,第2阶段优化则按照经济调度和"三公"调度的原则分配常规机组和风电场的有功出力。提出快速算法削减了模型的寻优空间,大幅提高了优化模型的求解效率。基于IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所述模型和算法的优越性。     

基于两阶段鲁棒优化的可再生能源DNE极限评估

为应对高比例可再生能源给电力系统运行与调度带来的挑战,提出考虑弃风和切负荷的灵活性量化评估方法。基于日前和实时调度框架建立具有多时段耦合约束特征的两阶段鲁棒优化模型。在日前调度阶段,根据风电和负荷预测数据求解计及安全约束的机组组合问题以确定机组调度方案。在实时调度阶段,考虑电力系统不确定性计算风电的最大消纳范围以评估系统灵活性,即“不超过”极限。对于极限内任意风电曲线,均可通过调整日前调度计划使实时调度阶段的弃风和切负荷风险是可接受的。基于Benders算法的求解框架,应用强对偶理论和大M法将难以直接求解的min-max-min模型转化为混合整数线性规划问题。最后,采用改进的IEEE-6和IEEE-118节点系统,验证所提方法的有效性。     

五强溪水电厂机组运行工况优化分析

从现场试验数据入手，利用原型综合特性曲线，对机组不同工况的效率进行了较详细的计算、分析、推算了五强溪在试运行期和全部机组竣工投产两个阶段机组的最优运行工况，对新机组的合理调度提出了意见。     

全时间维度调度计划安全校核的设计与应用

由于电网规模日益扩大以及电力市场的推进,电网运行的安全性和可靠性面临更严峻的挑战,调度计划安全校核工作变得尤为重要。针对大时间尺度下无法精确预测负荷及电网结构从而难以进行准确安全校核的情况,设计并开发了全时间维度调度计划安全校核系统。首先从电力调度运行生产流程对月度、周以及日前安全校核功能进行了论述,接着提出了月度、周以及日前全时间维度安全校核的目标。月度以电量完成和发输变电协调优化为目标,周以机组开机方式优化为目标,日前以发电计划为目标。对于月度安全校核,构建基于断面的发电可行域,优化机组的发电可行区间,从而弥补月度负荷预测的误差;对于周安全校核,优化确定机组开机方式;对于日前安全校核,优化发电机组出力。该方法已在某省级电网成功应用,应用结果表明所提出的方法有效,能够满足电网安全校核和生产实际需求。