广东电网节能发电调度计划模型与算法

开展节能发电调度是我国电力行业实现节能降耗的重要举措。以全国节能发电调度5个试点省份之一的广东为研究对象,本文分析了广东电网推行节能发电调度面临的网络约束,时段耦合与网损折算等突出问题,提出了以煤耗最小化为目标、考虑网损的日前节能调度计划的优化模型。为了有效地求解问题,本文提出两阶段求解方法,首先求得日发电计划的可行解,进而在可行域内部逐步优化,模型与算法考虑了电网众多复杂的约束条件,具有一定的通用性与灵活性。利用广东电网实际数据制订了不同调度目标下的发电计划,对各种发电计划进行了对比分析,验证了算法的适应性与有效性。     

节能发电调度发电计划编制算法

在发电计划的编制过程中,如何实现机组发电序位表是体现节能发电要求的关键所在,为此,提出了发电计划编制核心算法。该算法基本原理为:根据全网负荷、分区负荷预测以及节能发电序位表,确定机组开机方式,然后采用等微增率法分配机组发电量;通过引入设备利用率系数分配机组发电曲线以满足系统安全运行和调峰要求,并修正机组发电曲线以满足运行约束条件,最终得到机组发电曲线。结合江苏电网以火电机组为主的特点,利用该算法进行节能调度发电试验日发电计划编制,验证了算法的合理性。     

实施节能发电调度问题探讨

一、推行节能发电调度对新时期电力发展具有重大意义 （一）推行节能发电调度可提高可再生资源利用效率 在平均计划发电调度制度下,所有电厂按设备利用小时平均分配发电计划。节能发电调度将可再生资源发电与不可再生资源发电企业区别开来。对于利用风力发电、太阳能发电和径流式水电等发电企业不限制发电量和发电时间,优先安排发电计划,从而减少煤、石油、核矿石等化石能源的消耗,减少资源浪费。     

节能发电调度计划生成系统的研究开发及应用

对节能发电调度工作背景进行详细描述,进一步介绍了贵州节能发电调度工作一年来的技术成果,着重介绍了计划生成系统的结构,功能,特点,算法及应用等,进而介绍了贵州实施节能发电工作的效益进行分析。对节能发电调度工作面临的难题进行了介绍,以及贵州节能发电调度的工作重点。     

中短期多周期发电计划的协调方式和闭环控制

采用中短期多周期发电计划协调优化和闭环控制解决"三公"调度模式下调度精益化和节能发电调度的需求。建立了以机组负荷率为线索的多周期发电计划编制的优化模型,提出基于全周期机组组合的多周期发电计划协调和闭环控制方法。以某省电网为例进行多周期发电计划编制,结果表明该方法能够在加强风险控制能力,提升调度计划的安全裕度的基础上实现节能减排,实现了调度精益化管理。     

日前节能发电调度计划与实时控制的协调方式

为解决发电计划制定与实时控制之间以计划为主的协调方式带来的复杂性问题,首先,依据节能发电调度的基本目标、准则及相关约束,对日前和实时发电计划进行了建模。在此基础上,提出了4种日前节能发电调度计划与实时控制的协调方式,并从节能降耗目标的实现、系统安全水平的影响、调度技术水平的需求等方面对4种模式进行了分析。然后,从时间尺度和目标维度出发,定性地阐述了4种协调方式在制定发电计划过程中的异同。最后,采用10机24时段系统算例,以负荷预测偏差为切入点,对4种方式的节能降耗效果进行了定量计算。     

南方电网节能发电调度技术支持系统建设方案

在充分分析南方电网及5省(区)节能发电调度工作及相关技术支持系统建设情况的基础上,对全网一体化节能发电调度技术支持系统建设的必要性、可行性进行了充分的分析,并对整体建设方案进行了探讨,以促进南方电网落实国家节能减排政策,在全网推进节能经济调度工作标准化、规范化的需求.     

计划安全校核在实时节能发电调度中的应用

节能发电调度在达到节能、环保目标的同时也必须保证电力系统的安全运行,对调整后的节能发电计划进行安全校核是保障系统安全运行的重要环节。针对此,描述了实时发电计划安全校核的实现方法、技术特点和校核步骤等内容。在广东电网中调的实际应用表明,发电计划安全校核可以在节能发电调度的同时有效保障电力系统的安全运行,具有重要的安全意义。     

兼顾市场机制的主要节能发电调度模式比较研究

首先给出了在设计节能发电调度模式(模型)及运作机制时需要遵循的一般原则;然后结合中国国情,以电网安全稳定运行及连续可靠供电为约束,以节能、环保、经济、公平为目标,从节能发电调度的纯行政命令模式(计划调控、政府宏观调控)、计划调控与市场机制相结合模式到完全市场竞争模式,设计了实施节能发电调度的7种主要模式并进行了比较研究,分析了每种模式的优缺点,设定了每种模式实现的前提条件;同时设计了节能发电调度在过渡期内的4种经济补偿机制和结算模式,并进行了比较分析。最后提出了节能发电调度由纯行政命令模式向完全市场竞争模式过渡的几种过渡方式。     

广东电网节能发电调度模型与应用

为了应对日益严峻的能源与环境形势,中国颁布并实施了电网节能发电调度办法。由于该办法仅仅提供了基本的调度原则,广东电网在节能发电调度的推行过程中,缺少能满足政策的节能发电调度模型与算法。为解决这一实际问题,在分析现有节能发电调度方案不足的基础上,提出了考虑节能发电调度规则的混合整数线性规划机组组合与发电计划模型,以实现广东电网的节能发电调度。由于广东电网的抽水蓄能装机容量比重较高,在模型中考虑了抽水蓄能的作用。所提模型的有效性在IEEE10机39节点系统上得到验证。将该模型用于广东实际电网,分别给出了以节煤和降低购电成本为目标的广东电网节能发电调度模式下的调度策略及分析。在此基础上,探讨广东电网抽水蓄能机组在不同调度模式下的一般调度原则。     

考虑调度决策非预期性的多阶段随机规划调度策略

随着可再生能源渗透率的提高,分布式可再生能源带来的波动性、间歇性会传递至主网中,对系统安全运行造成影响,研究不确定性优化方法对系统实际运行具有一定的指导作用。传统的随机优化以及鲁棒优化方法不满足系统实际运行的非预期性要求。文章以日运行期望成本最小为目标,考虑分布式可再生能源发电不确定性,建立多阶段随机规划模型,可以根据之前不确定信息的实现在每个阶段确定预调度决策,不会受到未来不确定信息的影响,符合系统实际运行规律,满足非预期性。为了避免多阶段随机规划问题求解的维数灾难,采用随机对偶动态规划(stochastic dual dynamic programming, SDDP)算法进行求解。仿真结果表明,相比于传统的确定性模型,多阶段随机优化得到的最优调度决策树较之确定性优化得到的单一决策方案具有更广泛的决策空间,可以基于上一阶段不确定信息的实现和决策来更新调度决策,降低系统的运行成本。     

考虑调度决策非预期性的多阶段随机规划调度策略

随着可再生能源渗透率的提高,分布式可再生能源带来的波动性、间歇性会传递至主网中,对系统安全运行造成影响,研究不确定性优化方法对系统实际运行具有一定的指导作用。传统的随机优化以及鲁棒优化方法不满足系统实际运行的非预期性要求。文章以日运行期望成本最小为目标,考虑分布式可再生能源发电不确定性,建立多阶段随机规划模型,可以根据之前不确定信息的实现在每个阶段确定预调度决策,不会受到未来不确定信息的影响,符合系统实际运行规律,满足非预期性。为了避免多阶段随机规划问题求解的维数灾难,采用随机对偶动态规划(stochastic dual dynamic programming, SDDP)算法进行求解。仿真结果表明,相比于传统的确定性模型,多阶段随机优化得到的最优调度决策树较之确定性优化得到的单一决策方案具有更广泛的决策空间,可以基于上一阶段不确定信息的实现和决策来更新调度决策,降低系统的运行成本。     

计及负荷聚合商调度优先权的独立微网双层实时调度模型

在消纳新能源实时波动功率时,负荷聚合商的用电风险特性可能带来用电高峰缺电、频率失稳及降低电能质量等威胁,甚至影响微网的可靠运行。以负荷聚合商的协调控制为手段,建立基于调度优先权的独立微网双层实时调度模型。在宏观层,根据负荷聚合商的用电风险特性,建立用电贡献度和用电置信度评价指标量化风险,分别从主、客观两个角度结合应用层次分析法和熵权法,综合评估各指标权重确定调度优先权,微网运营商即可制定满足微网具体要求的各负荷聚合商实时调度计划。在微观层,为降低消纳宏观层实时波动功率时负荷聚合商响应的不确定性,针对负荷聚合商工作时间和用户经济水平的差异,分别提出可中断时间补偿度和消纳分摊权,建立总负荷聚合商利益最大化优化消纳分摊策略。最后,以某地区的实际微网为例,分析验证了模型的科学性和有效性。     

Scheduling of hydrothermal power systems

The authors present a method for scheduling hydrothermal power systems based on the Lagrangian relaxation technique. By using Lagrange multipliers to relax system-wide demand and reserve requirements, the problem is decomposed and converted into a two-level optimization problem. Given the sets of Lagrange multipliers, a hydro unit subproblem is solved by a merit order allocation method, and a thermal unit subproblem is solved by using dynamic programming without discretizing generation levels. A subgradient algorithm is used to update the Lagrange multipliers. Numerical results based on Northeast Utilities data show that this algorithm is efficient, and near-optimal solutions are obtained. Compared with previous work where thermal units were scheduled by using the Lagrangian relaxation technique and hydro units by heuristics, the new coordinated hydro and thermal scheduling generates lower total costs and requires less computation time     

GENCO's Risk-Based Maintenance Outage Scheduling

This paper presents a stochastic model for the optimal risk-based generation maintenance outage scheduling based on hourly price-based unit commitment in a generation company (GENCO). Such maintenance outage schedules will be submitted by GENCOs to the ISO for approval before implementation. The objective of a GENCO is to consider financial risks when scheduling its midterm maintenance outages. The GENCO also coordinates its proposed outage scheduling with short-term unit commitment for maximizing payoffs. The proposed model is a stochastic mixed integer linear program in which random hourly prices of energy, ancillary services, and fuel are modeled as scenarios in the Monte Carlo method. Financial risks associated with price uncertainty are considered by applying expected downside risks which are incorporated explicitly as constraints. This paper shows that GENCOs could decrease financial risks by adjusting expected payoffs. Illustrative examples show the calculation of GENCO's midterm generation maintenance schedule, risk level, hourly unit commitment, and hourly dispatch for bidding into energy and ancillary services markets.     

An Efficient Hydrothermal Scheduling Algorithm

In this paper a Hydrothermal Scheduling Algorithm (HSA) for deterministic inflows is presented. A nonlinear network flow model representing the hydrothermal scheduling problem is used. By exploiting the special network structure, a temporally expanded arborescence [1], the HSA code attains important computational savings in processing time and memory requirements allowing the use of microcomputers even for large scale problems. The main feature of the HSA code is a dynamic base choice that enables the decision maker to improve the convergence of the optimization procedure by the use of his practical experience. The performance of the algorithm is tested on the Southeast Brazilian Power System.     

考虑风电出力波动性的发电调度

提出了一种基于混合整数线性规划(MILP)的随机优化方法,来求解考虑风电出力不确定性、以总运行成本最小化为目标的机组组合优化问题.为计及风电的波动性,采用时间序列分析自回归滑动平均(ARMA)模型和拉丁立方采样(LHS),将随机优化模型转化为确定性模型,通过场景削减技术来解决场景数量很多时的计算量庞大问题.采用10机组和100机组系统对所提出的方法进行了模拟测试.仿真结果表明:计及风电出力不确定性后,系统总的运行成本趋于增加;非风电机组的爬坡速度和风电预测精度对所提出的算法的计算效率有明显的影响;将风电作为旋转备用资源可以明显降低系统总的运行成本.     

生产调度实验教学方法研究

生产调度是一门实践性课程,实验教学难度大.基于Matlab、Lekin、Flexsim软件各自的特点,采用组合优化、验证实验模型与仿真分析,实现可视化的实验教学效果.     

供电设备检修计划优化

随着电力系统规模的逐渐扩大,设备数目急剧增多,人工安排检修计划越来越难。该文从电网设备检修计划编制的实际出发,建立一个满足多种约束条件,以减少设备重复停电和保障设备安全为目标的检修计划优化模型。针对该模型的特点,求解的遗传算法采用了整数编码、随机交叉、有约束的变值变异的策略及有效的适值函数。实例的计划结果表明,所采用的方法是有效的,达到了避免重复停电和提高电网安全的目的,并解决了人工安排检修计划困难的问题。     

三峡—葛洲坝梯级水库运行调度

介绍了三峡—葛洲坝梯级水库的运行特点和要求，以及围堰发电运行调度的情况，分析了三峡水库对葛洲坝的影响。由于三峡水库分期蓄水，各个阶段的任务和运行特点不同，对水库运行的要求也不一样，加上2个水库的水力和电力联系紧密，因此，必须根据各时期要求进行科学、合理的水库调度，从而发挥梯级枢纽的综合效益。