基于基尼系数电量进度公平性的日内滚动发电计划

风电高占比电力系统的日内滚动发电计划制定中,需要考虑电量执行进度的公平性,从而为年度电量执行进度偏差达标奠定基础。引入电量进度基尼系数公平性约束,建立了含风电系统的日内滚动发电计划模型,通过目标电量和发电计划的协调优化,实现发电厂商可接受程度的公平性、电网运行经济性与可再生能源消纳三者间的平衡。作为具有明确公平取值范围的资源分配公平性衡量指标,基尼系数被引入而用来衡量电量执行进度,既可提升可行性和经济性,又能保证公平性从而更易被各方所接受。监管机构可通过基尼系数指标设定值的调整来改变对经济性和公平性之间的侧重程度。仿真结果验证了所提方法的合理与可行性,可为相关理论和实践提供有益参考。     

电量协调与成本控制的日内滚动发电计划

由于日前风电预测存在较大误差,采用日内滚动发电计划消纳风电波动性已成为业内的共识。然而,在我国现行的"三公"调度模式下,日内滚动发电计划须考虑电量完成进度的滚动协调和风电消纳成本的控制。为此,提出了日内滚动发电计划的2种实现模式,即电量完成进度滚动协调模式和风电消纳成本控制模式。针对电量完成进度滚动协调模式,提出了目标电量日内滚动计算模型,滚动修正剩余时段机组目标电量,并以该目标电量为约束实现机组电量完成进度的滚动协调,提升了发电调度的公平性。针对风电消纳成本控制模式,在调度模型中增加了风电消纳成本控制的约束条件,以决策可接受消纳成本下的弃风电量,在出现概率较大的风电波动区间内,以合理成本消纳风电。文章建立了统一的全景日内滚动发电计划模型,能够在跟踪日前计划的基础上,通过约束条件的选择,分别适应2种模式下滚动发电计划的编制。算例分析表明,提出的模型与方法能够满足2种模式所期望的目标,实现公平与成本控制的风电消纳。     

考虑电量执行进度公平性的月度电能交易计划四阶段建模

随着新能源占比的不断提升,新能源输出电量较强的不确定性给现有采用解耦串行方式的月度电能交易计划编制带来诸多问题。文中提出了一种月度电能交易计划编制的时序仿真法,其中:新能源与传统机组的耦合协同优化方式可充分考虑新能源电量不确定性的影响,保障计划准确实施;"分段建模,前细后粗"的四阶段建模思路,可充分利用问题特点,既保证计算收敛且提升计算速度又方便计入运行安全约束,为调度计划制定奠定良好基础;年时间尺度电量执行进度基尼系数约束的引入,可保证各个发电实体电量执行进度的均衡,从而更好地保证公平性。算例结果验证了所提方法的可行性与有效性。     

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。     

基于预招标的月度偏差电量平衡机制及其多周期发电调度优化模型

我国以年度和月度电量为交易标的物的中长期电力直接交易市场中,传统的偏差电量平衡机制注重于调度的灵活性,未充分考虑偏差调整的经济性。随着各省大用户直接交易电量规模的不断扩大,传统方式已很难满足市场运行对于公平性和经济性的双重需要。该文设计一种基于预招标的月度偏差电量平衡机制,能够实现月度偏差电量调整成本的最小化以及低成本机组对高成本机组的替代发电,有效提高系统运行的经济性;根据所设计的偏差电量平衡机制,该文考虑月度和日前用电需求预测偏差、机组运行约束、电网运行约束等因素,建立月度预发电计划滚动修正、日前发电计划优化、日内发电计划调整的多周期发电调度优化模型;最后,通过IEEE-30标准节点系统的算例仿真,验证了所提机制及模型的有效性。     

基于基尼系数的电力调度公平性指标探讨

指出了在当前厂网分开、发电侧引入竞争、区域电力市场尚未建立的背景下,在电力市场秩序监管理论体系中,构建包括年度电量计划执行公平性在内的“三公”调度评价指标对调度机构、发电企业、政府和监管部门的迫切性。在分析年度电量计划的形成与执行过程后,定义了经少发电量及核减电量修正后的发电机组电量完成率。借鉴经济学领域的洛伦兹曲线和基尼系数,定义了年度电量计划执行公平度指标,描述了其基本计算方法。以华北电网2006年度直调电厂发电量数据为基础设计了算例,分析表明了公平度指标能够较好地响应电量计划完成率的分散程度,能够表达调度机构电量调度的公平程度。     

预挂牌月平衡机制下机组偏差电量月内滚动调度方法

针对我国当前中长期电量交易中的机组合约电量执行偏差,部分省份采用预挂牌月偏差平衡机制作为解决手段,但是该偏差平衡机制对调度工作提出了更高的要求,传统的调度方法难以与之适应,尤其在高比例水电地区,还缺少与之相适应的、定量有效的调度方法。由此提出预挂牌月偏差平衡机制下水火风电系统偏差电量月内滚动月度调度方法。提出考虑机组合约完成进度公平性的机组月度电量分解模型,并以分解后的日计划电量为基础,建立以节能降耗和偏差平衡成本最低为双目标的水火风电系统日前调度模型以及日内调度模型,通过日偏差电量月内滚动的方法实现机组月度合约电量偏差平衡成本最小。算例仿真表明所提调度模型及方法可以有效减少机组月度合约电量偏差,降低机组偏差平衡成本并兼顾节能环保要求。     

考虑风电功率预测不确定性的日前发电计划鲁棒优化方法

随着风能发电电源并网装机容量的不断升高,风电的强随机性迫使日前发电计划需要购买大量的发电备用,造成全系统发电经济性恶化。在分析风电功率时变预测不确定性的基础上,提出了计及日内现货市场滚动交易的两阶段带补偿鲁棒优化方法。通过在第一阶段日前优化过程中计及日内滚动交易偏差电力的预期,降低了日前发电计划中的备用总需量;对于第二阶段日内调整电力大小的求解,采用了高精度的预测模型,以提升系统发电经济性。最后通过对比分析算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

适应电力市场多成分直接交易的日内发电计划模型和方法

在当前大用户直购电背景下,机组合同电量计划要求刚性完成,而负荷偏差、故障检修等因素发生变化时,可能造成电量计划无法精确执行。随着交易成分越来越复杂,对于不同成分电量计划完成进度的均衡性提出了更高的要求。因此,电网公司迫切需要一种高效精确的日发电计划模型和方法,在保证电网安全运行的前提下滚动调整机组出力,完成不同交易成分下合同电量进度均衡目标。为此,提出了适应电力市场多成分直接交易的日内发电计划模型和方法,实时跟踪机组合同电量的完成进度,采用滚动建模方法,对不同交易成分设置不同二次惩罚系数,实现对机组合同电量完成进度的精确、均衡控制。以中国某省级电网为算例的测试结果表明,所提模式、模型与方法极大提高了机组电量完成率与均衡性。     

计及风险备用需求的含风电电力系统经济调度

考虑风电的波动性和随机性,该文将风电功率的不确定性引入到含风电的电力系统调度中,建立了计及风险备用的日前机组组合和日内经济调度滚动修正模型。日前调度计划包括建立机组组合模型计算日前发电计划和基于条件风险价值计算由风电预测误差引起的风险备用容量,在日内修正模型中利用风电预测值和负荷预测值2个随机变量的概率密度来估算失负荷期望和弃风期望,并将其作为风险成本引入到模型中,通过备用成本与风险成本的牵制来获取最优的调度结果和备用容量值。最后,通过算例分析结果表明,文中所提出的模型平衡了系统的经济性和安全性。     

华北区域调度公平性指标分析

电力市场化改革要求市场公平、平等地对待各市场主体。电力调度公平性是市场公平对待各发电厂的重要部分。电力调度公平性可以通过电量计划完成率反映。反映电量计划完成率差异的主要指标为基尼系数与标准方差。基于2006～2008年度华北区域"三公"调度的数据,通过基尼系数与标准方差对电量计划完成率进行了分析,并取得电量计划完成率的基尼系数与标准方差数据,进行了两者的公平性表征能力相关性及差异性对比分析。通过两者的相关性系数得出基尼系数与标准方差在反映调度公平性上结论一致,数据归一化处理后图形显示标准方差对调度公平性数据对比分析时差异性反映能力更强,而基尼系数对调度公平性数据反映更直观。     

含大规模新能源接入的日内滚动计划研究与应用

"十二五"期间新疆电网风电、光伏等新能源的装机容量倍增,在系统调峰、调频计划、备用安排以及风电、光伏新能源消纳与电网安全等方面面临新的挑战。尤其是风电、光伏出力具有较强的间歇性、随机性和波动性,难以像火电等常规能源发电机组一样灵活调度。为保证电网安全运行,最大限度消纳风电、光伏等新能源,积极实施了含大规模风电、光伏接入的调度日内滚动计划系统,考虑风电、光伏出力波动的日前发电计划、常规机组日计划电量完成偏差自校正以及风电、光伏含超短期预测的日内滚动计划。     

含大规模风电的电力系统多时间尺度滚动协调调度方法研究

以"时序递进、滚动协调和消纳风电最大化"为原则,提出了一种含大规模风电的电力系统多时间尺度滚动协调调度方法。多时间尺度调度计划的递进协调方法使得各个时间尺度计划各司其职,同时兼顾与上下时间级尺度的协调。3种不同时间尺度的滚动计划(年内、周内和日内滚动计划)能够根据风电、负荷等最新预测信息和机组电量实际完成情况,按照相应的时间周期滚动修正原有发电计划,有效克服风电的不确定性影响。为了最大化消纳风电,在短时间尺度计划的目标函数中计及弃风惩罚成本。以修改的IEEE 118节点系统为算例进行仿真,结果验证了上述方法的正确性和有效性。     

风电消纳目标下基于电量与功率滚动优化的荷源控制方法

针对大规模风电基地风电消纳受阻问题,在进行风电受阻分析及高载能负荷调节特性分析的基础上,提出将高载能负荷纳入调节控制。在考虑高载能负荷调节约束的基础上,首先将具有离散可调节特性的负荷纳入日前调度计划,充分挖掘高载能负荷的电量调节能力,建立以消纳风电电量最大化为目标的荷源电量控制优化模型;其次将具有连续可调节特性的高载能负荷纳入日内功率控制,建立以消纳风电功率最大化为目标的荷源功率控制优化模型;最后提出基于电量与功率滚动优化的荷源控制方法,实现荷源滚动优化控制,提高电网对风电的消纳能力,从而缓解风电消纳受阻问题。以甘肃河西电网为例的仿真结果验证了所提出控制方法的有效性。     

编制直调火力发电单元月度电能交易计划的综合成本加权法

实际电网编制月度电能交易计划采用的平均分解方式,虽然简便易行,但考虑的因素不够全面。文章提出一种基于综合成本的加权系数法。该方法首先根据已过月份年合同电量执行情况及后续月份发电单元检修与系统负荷分布情况,对计划月份进行年合同电量月分解值的滚动修正;其次根据发电公司、电网公司和社会环境等因素形成的综合成本指标,考虑年合同电量月滚动修正值和负荷率范围,求得不同发电单元分配系统月度电量的权重系数,从而制定各发电单元的月度电能交易计划。计划结果既满足发电单元月发电总量约束,又兼顾了当月检修与负荷分布情况,同时适当降低了系统的综合成本。算例分析结果表明了该方法的合理性和有效性。     

风险适应型的月度发电计划管理模式

传统发电计划管理主要考虑年度合约电量完成进度与电厂等负荷率,没有较好地考虑发电计划的调度可执行性,也没有考虑计划执行过程中各类不确定性因素的影响。基于此,提出了一种风险适应型的月度发电计划管理模式与编制方法。首先,在分解月电量时精细化地考虑逐日的机组组合优化安排,以预留一定的执行调整空间,并在机组组合不可行时修正月度发电计划;其次,提炼影响发电计划执行的关键边界条件,在月内持续检测边界条件的变化情况,提出响应边界条件变化的计划跟踪与调整方法,实现了月度发电计划的滚动分析、目标调整与偏差修正,降低计划执行的风险。     

基于场景集的含风电电力系统旋转备用优化

大规模风电并网对电力系统调度运行和旋转备用的决策带来了难题。将电量不足期望和弃风电量期望通过惩罚系数引入机组组合目标函数中,权衡系统经济性和可靠性,协调决策旋转备用。通过拉丁超立方采样建立基于机组强迫停运、风电出力预测误差和负荷预测误差离散化的场景集,基于所建立的场景集推导出电量不足期望和弃风电量期望跟旋转备用的关系式并作为机组组合模型的约束,进行含风电电力系统发电和旋转备用计划协调决策。仿真结果表明建立的模型能根据可靠性要求灵活安排机组出力和旋转备用计划。     

适应大规模风电接入的发电出力计划两阶段优化方法

为解决大规模风电并网引发的电力电量平衡难题,提出了一种适应大规模风电接入的发电出力计划两阶段优化方法。阶段1考虑电力可调空间与电量完成进度,在不严格保证电力平衡的条件下实现期望计划的有效编制;阶段2则充分考虑各种电网运行约束,在风电优先接纳的前提下,优化发电计划贴近于期望计划。通过统筹常规电源出力和风电出力的两阶段安全均衡调度,获得具有较高可执行性的发电计划结果。实际系统算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

计及风电不确定性的含UPFC电力系统的两阶段最优潮流

风速具有随机性和不确定性,大规模风电场的并网会影响电力系统的稳定性,而统一潮流控制器(UPFC)具有实时潮流控制能力,有利于系统稳定。建立计及风电不确定性的含UPFC的最优潮流模型,由日内滚动调度和实时调度两阶段组成。日内滚动调度阶段不考虑风电出力预测误差,制定机组出力计划,优化运行成本;实时调度阶段根据风电出力预测误差调节UPFC参数,实时修正运行计划,并进行潮流优化,以保证系统安全可靠。以IEEE 14节点系统和某实际系统为例进行算例分析,结果表明,所提模型可以通过UPFC的参数控制有效减少风电预测误差带来的影响,从而提高系统的经济性和安全性。     

计划与市场并存的日发电计划模型构建与分析

随着中国电力市场化改革的不断推进,部分省市将在传统发电计划的基础上逐步引入市场化交易手段,在此背景下,如何构建计划电量与市场交易电量并存下的日发电计划模型是需要解决的问题。综合考虑了现有发电计划模式,构建计划电量分解与纳什均衡下市场交易电量分配相结合的日发电计划模型,研究不同市场化开放程度对日发电计划的影响,分别从经济性和安全性两个方面对所制定的日发电计划进行了评估。通过对中国华东地区某省级电网进行算例仿真,分析不同市场化交易电量对全系统发电成本和电力不足期望的影响,验证所提模型的有效性。