考虑月度机组组合的节能发电调度模式与方法

自实施节能发电调度办法以来,我国发电量的结构发生了重大变化,能耗越小的机组,其利用小时数越高,各节能发电调度试点省份均取得了良好的节能与社会效益。以现有节能发电调度模式为基础,提出更有序、更有效的新型模式。该模式着重在月度优化决策机组的开机方式,通过大机组之间的有序配合,在更长的时间范围内实现节能发电调度。根据机组实际的煤耗特性,建立了月度机组组合高效模型;采用分段线性化的方法,在不损失最优性的前提下求解模型;应用广东电网2010年10月的实际调度运行数据验证了新型模式的科学性和有效性。     

抽水蓄能与燃煤机组联合调峰优化对脱硝成本影响

燃煤机组低负荷调峰期间,脱硝系统无法正常投运,已成为区域电网绿色调度急需解决的问题。目前,大部分针对抽水蓄能与燃煤机组联合调峰优化的研究未考虑脱硝系统投入率对调峰能耗的影响。对此,本文在定性分析抽水蓄能与燃煤机组调峰方式对脱硝能效影响的基础上,通过建立考虑脱硝成本的抽水蓄能与燃煤机组联合调峰优化模型,并采用GAMS软件进行模型仿真。结果表明:抽水蓄能与燃煤机组联合调峰对脱硝成本影响明显;采用抽水蓄能和燃煤机组两班制联合调峰方式,不仅可以有效缓解该区域电网调峰压力,提高系统调峰经济性,而且可以降低区域电网内燃煤机组的脱硝总成本和发电总成本。该研究成果可为绿色调度提供参考。     

含抽水蓄能电网安全约束机组组合问题的混合整数线性规划算法

抽水蓄能机组的投运对电网发电调度计划的制定具有很大影响,建立了含抽水蓄能机组电网的安全约束机组组合模型。以考虑了抽水蓄能机组启停费用的所有机组总运行费用为目标函数,根据抽水蓄能机组的不同运行工况给出旋转备用容量的解析表达式,同时在系统功率平衡约束中考虑了网络损耗的影响,并考虑了抽水蓄能机组的运行调度约束及网络安全约束。为了保证模型求解的可靠性和提高模型求解的计算效率,将目标函数进行分段线性化,并根据抽水蓄能机组的运行特点将其旋转备用容量约束等价转化为线性表达式。同时采用一种动态分段线性化方法近似逼近网络损耗,从而将机组组合模型转化为混合整数线性规划模型,并采用成熟的数学优化求解器CPLEX进行求解。对某实际23机306节点电网算例的计算结果表明,所提出的混合整数线性规划调度模型的网损逼近效果合理正确,算法求解速度快,具有较好的工程实用价值。     

含复杂电源结构的电网调峰优化模型

针对节能发电调度环境下含复杂电源结构的电网调峰优化问题,以发电耗煤量、购电费用和SO2排放量最小为目标,综合考虑机组出力上下限及调节速率、机组检修等各种工程实际约束条件,建立了电网日调峰优化模型。通过发电机组排序,保证了节能减排效果好的机组优先开机;通过当日机组组合的确定以及抽水蓄能机组工作曲线的计算,最大限度地减少了机组启停次数;通过备用容量优化安排及机组出力上、下限修正,满足了快速应对系统负荷变化的要求;通过机组出力优化安排,提高了经济效益和节能减排效益。采用广东电网2010年的实际数据验证了所建立的调峰优化模型的有效性。     

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。     

美国电力市场环境下抽水蓄能调度模式分析及启示

抽水蓄能在促进发电资源优化配置、维持电网安全稳定运行方面发挥着重要的作用,合理的抽水蓄能调度模式能够最大化运营商的运行收益和系统效益。美国在电力市场机制和抽水蓄能调度模式方面有成熟的经验,文中主要梳理了美国电力市场环境下抽水蓄能的3种调度模式:自调度、半调度和全调度,比较并分析了优化目标、运行约束、优化效益等主要环节的具体实践及应用区域。此外,以给定地区内抽水蓄能和火电机组联合调度为例,分析了3种调度模式下优化结果的差异及原因。最后,在总结美国抽水蓄能调度模式的基础上,提出了对中国电力市场环境下抽水蓄能调度模式的建议。     

考虑机组分区排序的河北南网节能调度安全稳定分析

实施节能发电调度将对电网安全稳定运行产生影响.文中讨论了河北南部电网的机组排序原则和采用节能发电调度模式后的全网潮流变化情况,分析比较了节能发电调度模式下和传统调度模式下的河北南部电网安全稳定问题,进而提出一种节能发电调度模式下的机组分区域排序方法.该方法把网内机组分区域按照节能调度规定的发电序位表进行排序,并按照网内各区域负荷所占全网负荷的比例来决定该区域内的机组出力.计算结果表明,分区排序法能够有效改善河北南部电网的暂态稳定性能,减少输电网损.     

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。     

广东电网自动发电控制分区控制策略研究

针对传统的自动发电控制(automatic generation control,AGC)策略己不能满足电网运行控制要求的问题,结合广东电网实际运行情况,通过对电网内AGC机组调节特性、负荷变化特性的全面研究,提出了适应节能调度模式的广东电网AGC分区控制策略。该策略在保证电网各个稳定断面不越限的前提下,实现了AGC机组对电网负荷的有效跟踪调整,使高效节能机组尽可能多发电,提高了电网运行的经济性。     

全功率变流器可变速抽水蓄能机组的功率调节特性分析

全功率变流器（full size converter, FSC）可变速抽水蓄能技术是控制电网负荷频率,平衡可再生能源发电波动的有效手段。在介绍三电平FSC可变速抽水蓄能机组整体结构的基础上,给出了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在确定由于电网需求而产生的参考功率的基础上,提出了FSC可变速抽水蓄能机组在发电模式和电动模式时有功功率和无功功率的控制策略。针对所建立的FSC可变速抽水蓄能机组模型,采用冲击响应傅立叶变换法,给出了机组的频谱特性,对照风电波动频谱特性,阐述了全功率机组对可再生能源引起的电网波动控制的有效性。最后对抽水蓄能机组在抑制风电出力波动中的作用进行了仿真验证。     

经柔直电网互联的含抽蓄的联合发电系统最大供电量计算

为充分利用风光发电能量,合理调度抽水蓄能电站,针对经柔直电网互联的风光蓄联合发电系统向远方负荷中心供电这一工程实际需求,提出基于日供电量最大的抽水蓄能发电优化调度模型及方法。采用最优潮流法计算受电区(负荷中心)全天的消纳极限。并以此极限为约束,同时考虑抽蓄电站库容与运行工况等限制,建立了抽蓄电站功率优化调度模型。提出的分段法与等效面积法显著提升了优化模型的计算速度。在某地风光蓄发电系统与柔直输电网架结构的基础上,用IEEE30节点系统模拟受端电网,建立仿真算例。比较了几种最大供电量计算方法的结果,验证了所提方法与模型的有效性。     

考虑碳交易的火电节能调度优化模型及应对模式

电力行业的发展所带来的环境问题日益突出,为发展低碳电力,将碳交易引入调度目标。构建以能耗成本与碳排放成本最小为目标的理想节能调度模型以及以发电燃煤成本与碳排放成本最小为目标的合同电量节能调度模型,分析碳交易下2种节能调度模式对火电的影响,并构建生物质与火电联合调度模型作为碳交易与节能调度双重约束下的应对模式。从节能减排、发电效益、机组运行3个方面构建调度效果评价指标体系。算例研究表明:高排放高耗能机组发电份额被进一步削减;理想模式比合同电量模式有较多的节能减排量、较高的发电收益及较差的机组运行稳定性;应对模式在3个方面都优于另外2种模式,通过分析碳交易对联合调度的影响验证了应对模式的合理性。     

华东地区抽水蓄能电站的节能效益分析

随着煤电机组性能的不断提高,抽水蓄能机组的节能效果受到了影响。以未来华东规划电网为对象,针对有无抽蓄及抽蓄不同运行方式,采用生产模拟系统(WHPS)测算系统的发电能耗水平、煤电机组发电单耗等,通过对比剖析抽蓄对系统能耗影响的主要因素并进行量化分解。在此基础上分析煤耗曲线对抽蓄节能作用的影响,得出未来抽蓄在合理运行方式下仍然具备节能效益。     

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。     

电力市场环境下抽水蓄能电站的运营模式与效益分析

简要分析了在电力市场环境下抽水蓄能电站的收益模型,论述了我国抽水蓄能电站的投资体制和经营管理模式,讨论了在不同经营管理模式下抽水蓄能电站的收益特点和经营风险。在此基础上,分析了两种适合我国电力市场化改革初级阶段的抽水蓄能电站的经营管理模式,即由电网公司和拥有大型火电机组的发电公司联合租赁抽水蓄能电站的模式,以及抽水蓄能电站和拥有大型火电机组的发电公司联合运营的模式,描述了评估抽水蓄能电站对电网公司和这类发电公司的贡献模型,以用于适当确定和分配租赁费。     

火电机组节能发电调度决策支持系统研究与开发

开展节能发电调度是中国电力行业实现节能降耗的重要举措,各种类型火力发电机组排序指标的确定是电网调度的关键环节。通过对火力发电机组节能发电调度排序规则的梳理,以热电联产机组、资源综合利用机组、常规燃煤机组为研究对象,结合在线监测技术需求,对各种类型机组的监测指标进行了深入研究,开发了火电机组节能发电调度决策支持系统。该系统的成功研发为节能发电调度计划的编制提供了大量基础数据,为定量确定机组序位提供了理论依据。     

广东电网自动发电控制功率调节分配因子的数学建模

由于水电、火电、抽水蓄能等不同类型机组的容量和调节速率不同。当水电、火电机组一起联合参与自动调节时,将会导致调节功率分配不科学,进而引起控制性能标准（Control performance standard,CPS）合格率下降,对机组安全运行不利。为此,对广东电网自动发电控制（automatic generation control,AGC）机组的功率分配进行了深入的研究,利用美国电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronic Engineers,IEEE）推荐的区域负荷频率控制模型,对广东电网及其周边电网AGC控制策略进行了精确的建模,并对汽轮机、水轮机的数学模型及其调速器的数学模型进行详细的研究。仿真计算结果表明,该模型有效可行。     

考虑新能源出力不确定性的风-光-柴-储系统调度策略

文章以风-光-柴-储系统为研究对象,为了研究新能源出力不确定性对该系统的影响,提出了一种新能源出力复合预测模型。为提高风-光-柴-储系统运行的经济性、环保性和安全性,提出了考虑新能源出力不确定性的风-光-柴-储系统调度模型,并采用了带有Monte Carlo模拟的遗传算法对模型进行求解。文章采用了负荷缺失率(Load Loss Rate, LLR)和置信概率对系统的安全性进行评价,并分析了其对系统调度结果的影响。仿真结果表明,该文所提出的考虑新能源出力不确定性的风-光-柴-储系统调度模型,可以降低新能源出力不确定性对系统的影响,且该方法可以有效平衡系统的经济性和安全性。     

抽水蓄能电站静态效益的量化研究

选取广东电网历史年实际的统调负荷、电量、电源装机规模及送受电情况,进行电力系统运行模拟,通过有无抽水蓄能电站对比法,量化分析了广州蓄能水电厂对广东电网供电以及各类电源年利用小时数、发电量、发电收入、单位发电费用等的影响,并分析了各类电源对抽水蓄能电站静态效益的利益分摊。结果表明,抽水蓄能电站承担电网调峰填谷的任务,可改善系统内煤电、核电等机组的运行工况,其静态效益主要体现在降低系统电源侧单位发电费用,提高不能参与调峰或深度调峰机组的发电量及发电收益。