兼顾安全与经济的电力系统优化调度协调理论

建立了兼顾安全与经济的电力系统优化调度协调理论的整体框架，提出了优化调度在空间尺度、时间尺度、电力生产环节、控制对象、电网安全稳定控制策略、优化目标、“三公”调度等7个方面的协调调度机制及协调调度模型。在空间尺度与时间尺度上，提出了“自下而上预决策及申报、自上而下决策、整体优化、多级多类优化协调、逐级逐类细化”的优化调度协调模型及算法，该模型考虑了国调、区域调和省调的优化调度计划在当前时间级、上一时间级、下一时间级之间的相互优化协调，能够实现资源在全国范围内的优化配置。在电力生产环节，提出了基于市场机制的节能发电安排原则及节能发电调度模式。     

基于时间尺度的节能发电优化调度协调模型及算法

以“多时间级优化协调、逐时间级细化”为原则提出了基于时间尺度的节能发电调度协调模型及算法。该模型不仅考虑了当前时间级的电力系统安全稳定运行、连续可靠供电约束和节能减排优化目标，还考虑了当前时间级与上、下时间级之间节能发电调度计划的协调，以确保调度的流畅性，最大限度地实现电力节能减排的目标。同时，本文为开发节能发电调度决策技术支持系统提供了理论支撑。     

河南电网节能发电调度技术支持系统

河南电网节能发电调度技术支持系统立足于节能减排国策,注重节能减排效果与电网安全稳定运行相结合,发掘资源配置效率提升空间.通过"日前计划编制、滚动偏差调整、实时协调控制、秒级AGC多目标控制"的时序递进协调模式,搭建了先进的调度决策技术支持系统,提高了电网节能发电调度决策的前瞻性和可执行性.运行情况表明,该系统的投运提高了大容量机组负荷率和开机水平,降低了系统发电煤耗,节能减排效果和社会效益显著,实现了电网公司、发电企业和社会的多方共赢.     

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.     

基于节能环保的水火电多目标调度策略

在国家节能减排的政策下,新的发电调度方式如何与竞价上网的电力市场机制有机结合起来,是一个值得研究的问题。主要考虑水电作为可再生能源的主要方式,提出了一个市场环境下、考虑节能减排目标的水火发电计划多目标模型;并提出一种改进的粒子群算法,设计了多维粒子修正方法,即根据各目标函数的权重系数,修正粒子在目标空间的寻优路径。通过算例,验证了该方法的简单有效性。最后通过基于相对熵均衡性评价模型,对决策结果进行评价与选择。     

基于节能环保的水火电多目标调度策略

在国家节能减排的政策下,新的发电调度方式如何与竞价上网的电力市场机制有机结合起来,是一个值得研究的问题.主要考虑水电作为可再生能源的主要方式,提出了一个市场环境下、考虑节能减排目标的水火发电计划多目标模型;并提出一种改进的粒子群算法,设计了多维粒子修正方法,即根据各目标函数的权重系数,修正粒子在目标空间的寻优路径.通过算例,验证了该方法的简单有效性.最后通过基于相对熵均衡性评价模型,对决策结果进行评价与选择.     

节能发电调度效益面临多考验

专家呼呈加快建立与之相协调的市场机制,考虑增进节能减排指标 今年8月31日,国务院印发《“十二五”节能减排综合性工作方案》,明确要求改革发电调度方式,研究推行发电权交易,并要求电力监管部门要加强对节能发电调度工作的监督。     

南方电网实时节能发电调度策略及其潜在效益

电力工业节能减排是国家"十二五"能源发展战略的重要目标,在实时发电调度环节进一步挖掘发电侧节能潜力是南方电网面临的挑战性课题。探讨了区域电网实时节能优化空间,提出以跨省实时交易实现清洁与高能耗能源互补的实时节能优化策略。以实时能耗增量最小化为优化目标建立了线性优化模型,对实时节能优化策略的经济、节能效益进行了测算,揭示了实时节能发电调度的巨大潜力。     

基于节能发电调度和国际贸易理念的电力市场竞争机制

介绍了电力市场必须解决的几个问题，结合中国实际情况，基于节能发电调度和国际贸易理念提出了一套电力市场竞争机制，并进行了深入的分析和探讨。模拟实例表明，所提出的电力市场竞争机制能有效解决目前中国电力市场中存在的区域资源优化配置与区域经济协调发展相结合的问题、电网公司购电风险问题，可以将节能发电调度、环保排放与电力市场有机协调起来，用市场机制而不是行政机制来实现节能发电调度和环保排放。     

节能细分电力市场模式

节能发电调度政策在具体实现方面,如果机制设计和操作模式不当则会对电力市场的建设和运营带来负面影响,因此,如何适当协调节能调度目标和电力市场优化资源配置的作用就成为一个值得研究的重要问题.在此背景下,提出一种节能细分电力市场模式,力图合理兼顾这2个方面的要求.文中分析了节能发电调度机制的设计原则和实施范围,并构建了节能细分电力市场模式其能在完成节能降耗目标的前提下,减小节能发电调度政策对电力市场建设和运营的影响,在一定程度上继续发挥电力市场的资源优化配置作用.发展了基于机会约束规划方法的最优节能细分电力市场模型,兼顾了购电费用最小及用电效益最高这2个目标.最后,用算例对所提出的节能细分电力市场模式的特点和基于机会约束规划方法的有效性进行了说明.     

NON-AGC机组协同AGC机组的高峰调度模型

为加强非自动发电控制（NON-AGC）机组和BLO型AGC机组与BLR型AGC机组的协调，提高NON-AGC机组和BLO型AGC机组群体跟踪能力并利于BLR型AGC机组的解困，文中在常规在线调度时间级中细分出超短时在线调度时间级，并提出了两者协调的机制和策略：根据在线调度时间级内的最后一个超短时在线调度时段BLO型AGC机组调节容量情况和超短时在线调度时间级内BLR型AGC机组的调节容量情况，判断是否启动NON-AGC机组与AGC机组的协调、BLO型AGC机组与BLR型AGC机组的协调；在考虑高峰运行模式下爬峰、调频和网络安全问题的基础上建立NON-AGC、BLO型AGC和BLR型AGC这3类机组的协调模型。某实际系统算例分析结果表明了该协调机制和策略的可行性。     

A Framework for Economic Load Frequency Control Design Using Modified Multi-objective Genetic Algorithm

This article deals with the coordination of security-constrained economic dispatch and load frequency control in an interconnected power system. The realistic and performance optimization inherent of the load frequency control (LFC) and security-constrained economic dispatch are fully considered without simplifying assumptions. For this purpose, modeling security-constrained economic dispatch as a discontinuous control action in the continuous frequency response model of a power system is well addressed. Considering conflict behavior of LFC and security-constrained economic dispatch beside the powerfulness of the multi-objective genetic algorithm (GA) to solve high-dimensional problems with conflicted objective functions makes it attractive for the automatic generation control coordination problem. The employed security-constrained economic dispatch utilizes the advantages of dynamic economic dispatch to achieve more realistic results. The GA is used to compute the decentralized control parameters and centralized generation levels of the on-line units to achieve an acceptable operating point. A significant modification in convergence speed has been performed by using LFC model properties in corporation with the genetic algorithm, so the proposed method gives considerable promise for implementation in multi-area power systems. The efficiency of the proposed algorithm and modification is demonstrated on a three control area power system.     

在线有功调度协调控制系统的研究与开发

分析了当前稳态在线有功调度在安全性、经济性和频率质量方面存在的问题。指出在线有功调度过程中的临时调度指令、机组执行计划中的偏差等不确定因素是造成这些问题的原因。提出基于全局协调的时空分解是解决问题的有效途径。将在线有功调度过程按目标、时间、空间3个尺度进行分解协调,在时间尺度,考虑机组响应能力限制;在空间尺度,保证各区域发供电平衡和输电安全;并建立保优控制环节作为协调过程的辅助。相关模型已在河南电网进行初步现场试验,试验结果表明应用全局协调的时空分解理论指导在线有功调度有利于系统的安全性、经济性和频率质量的提高。     

跨区域水电站群优化调度初步研究

研究了中国水电站的分布及其水文、水电调节特性,对西南地区的部分大型水电站群和华中地区的部分大型水电站群之间的联合优化调度建立了调度模型,将跨区域的水电站群调度问题分解为小规模的问题求解,然后借助水库调度知识经验,进行总体协调.分析结果表明,开展水电优化调度工作,不仅可以增加水电发电量,而且可以提高整个水电站群的保证出力,对落实国家"西电东送"战略、优化资源配置、实现可持续发展具有重要的意义.     

基于禁忌搜索算法的微电网源/荷安全经济调度

合理求解微电源/荷协调调度方案是微电网安全经济运行的理论依据。在分析各分布式电源发电成本和可控负荷特性的基础上,建立两种时域运营成本最低的目标函数。以微电网有功功率平衡、分布式电源出力上下限和爬坡速率以及可控负荷的用电特性为约束,建立微电网源/荷协调安全经济调度数学模型。以优先利用可再生能源和调度成本最低为原则制定优化调度策略。利用禁忌搜索算法求解微电网源/荷调度模型得到微电网源/荷调度方案,并与应用单纯形法的全局最优解结果进行比较。算例分析表明禁忌搜索算法解得的调度方案接近于全局最优解,以日时域24 h为调度周期的调度方案与以单位时域1 h为调度周期的调度方案结果相近。     

基于异质能源多时间尺度互补的动态经济调度策略

大规模新能源并网给电力系统的经济调度带来了巨大的挑战,构建互补系统联合运行可有效地提升电网对新能源的消纳能力,但是目前单一的互补系统日前调度模型没有考虑互补系统实际的互补及平抑效果。为此,提出了一种基于风光水火多时间尺度互补的动态调度策略。利用异质能源之间的互补特性将风、光、水打捆成虚拟电源(VP),并定义负荷跟踪指标表征VP对负荷的跟踪能力,使VP出力能很好地追踪负荷曲线。建立含日前24 h计划、日内4 h滚动计划以及实时15 min计划在内的多时间尺度互补协同调度模型,设置滚动修正的弃风弃光约束,使前一尺度调度计划中弃风、弃光量更大的时段在下一尺度调度计划中具有更大的弃风、弃光上调裕度,利用不断更新的预测数据,滚动修正日前调度计划,从而始终保证VP对负荷的良好追踪,实现互补效果的最大化。通过算例验证了所提调度策略能够有效地提升互补系统实际的互补和平抑效果、减轻调度压力并且降低发电费用。     

安全经济调度与均匀调度间关系分析

安全经济调度(SED)注重在满足输电元件安全条件下,对一定负荷需求,力求以费用最小化来安排发电方式。然而,由于多种原因,SED会使输电能力的使用不均匀,产生与输电能力不协调的矛盾。对此矛盾,针对给定的负荷需求模式,研究SED与电网输电均匀性调度间的关系,分析不同调度方式下对输电能力使用的影响规律,得出输电能力及其分布应与调度方式统一、协调、折中地进行考虑,以提高系统抵御意外扰动的能力。     

含快充负荷的低压直流互联配电网多时间尺度经济调度

提出了一种计及快充负荷的低压直流互联配电网多时间尺度协同经济调度方法。以交、直流配电网的总运行成本最小为目标函数,建立了配电网设备模型、二阶锥潮流模型和配网重构模型;依据设备灵活度的不同,提出了日内-日前-实时的多时间尺度协同调度方法,以满足不同的控制需求。采用44节点交直流配电网算例,并讨论分析了不同场景下的调度结果及经济成本,验证了多时间尺度经济调度方法的有效性。     

考虑风电随机性的微网多时间尺度能量优化调度

提出了考虑风电随机性的微网多时间尺度能量优化调度模型,实现了微网日前调度计划和实时调整之间的协调优化调度。该模型的日前调度部分以微网经济运行为目标,考虑风电出力的随机性,利用多场景方法提高了微网适应风电出力随机性的灵活性。在实时运行调整环节,利用响应速度较快的可控负荷消纳风电出力波动,使微网和外部电网的功率交换遵循日前调度计划,保证日前调度计划的有效性。该多时间尺度调度模型通过优化协调各种设备的运行,实现微网经济运行的同时,很好地消纳了风电随机性给外部电网带来的影响,实现了含风力发电微网对外部电网的可调度性。算例仿真验证了该模型的有效性。     

大规模风电并网下的电力系统调度决策研究

风电功率预测对电力系统的功率平衡和经济调度意义重大。介绍了风电场输出功率的预测方法及影响因素,给出了含风电场的电力系统经济调度模型及相关求解方法,并研究了预测与机组组合滚动优化的配合机制以及储能、电动汽车等多种资源与风电协调互补等问题。指出储能、电动汽车等可调度资源能够有效平抑风电等可再生能源的间歇性和波动性,是实现消纳大规模风电、节能减排、保障电网安全稳定的有效途径。