适应月度直接交易的电量安全校核模型及方法

年、月度直接交易是本轮电力体制改革的重要特征,机组的交易电量合同作为月度计划制定的约束条件,要求刚性完成。因此,调度部门如何在综合考虑未来月电力平衡、电网安全、机组运行约束的前提下,对电厂签订的电量交易合同进行精细的月前安全校核、分析交易电量合同能否完成,是本轮电力体制改革面临的重要难题。对此,提出了适应月度直接交易的电量安全校核模式、模型和方法,能够在满足电网运行安全约束的前提下,基于闭环考虑电网安全约束的优化内核,量化分析校核月度交易电量合同的可执行性,实现对机组电量完成情况的预控。中国某省级电网算例的测试验证了所提出模式、模型与方法的有效性。     

电力中长期交易分步安全校核方法

针对目前中长期电量交易的安全校核问题,该文提出月度弹性预校核和日前校核相结合的分步安全校核方法。在月度市场开市前,调度机构向各区域的市场主体公布典型日发电量空间,并依此对机组的中长期交易电量和计划电量进行弹性预校核,形成预校核结果和相关风险提示,发用主体可自主决策是否对超过该限值的电量进行交易。在日前阶段,基于计划电量安排、市场交易的月分日电量,以最小化虚拟发电成本为目标,考虑最新的电网拓扑及线路约束、负荷预测、清洁能源出力预测、机组运行约束等,建立日前校核模型对日电量进行安全校核。最后,以IEEE14节点系统为例,模拟中长期市场交易的分步安全校核流程,验证了所提方法和模型的有效性。     

基于预期完成率的月内滚动机组组合研究

为保障月度交易计划执行,提出了一种基于预期完成率的月内滚动机组组合方法,实现机组开停方式、电量计划完成情况和后续供需形势之间的有效匹配。为避免发电机组开停方式频繁调整,定义了发电厂预期完成率评价指标,以量化原发电机组组合方式下电量计划执行风险。若执行风险超过预期,则启动月内滚动机组组合。月内滚动机组组合以保障月度交易计划执行且各发电厂完成率均衡为优化目标,综合考虑电力电量平衡、网络传输能力、机组出力范围等约束条件,能够对当月后续运行日的发电机组组合方式优化调整。最后,基于IEEE-30节点系统构造的算例表明,预期完成率指标能够避免发电机组组合方式的频繁调整,保障发电厂月度交易计划可靠执行。     

电力市场环境下大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法

针对电力市场环境下月度电量交易与发电调度衔接不够紧密导致水电站经常出现严重超发、少发和弃水等问题,提出大规模水电站群月度交易电量分解校核模型与求解方法。该模型根据来水大小分别采用汛期目标和枯期目标,汛期目标为当日的月累计发电量完成进度与系统计划进度偏差最大值最小,枯期目标为月末累计发电量与交易电量相对偏差最大值最小,求解思路是首先利用滚动预测的日尺度负荷,依次扣除不参与优化的火、风、光三类电源以及部分水电站计划出力后,剩余负荷作为优化计算的边界条件,然后以进度完成偏差大小为启发信息迭代优化月度交易电量分解到日尺度,并耦合水量平衡、负荷平衡、电量平衡、断面极限约束进行多维校核。以云南澜沧江、金沙江、红河以及伊洛瓦底江等干流梯级50多座水电站群为研究对象,结果表明提出的分解校核模型能够实现月度电量交易与发电调度无缝衔接,有效缓解大规模水电站群超发、少发和弃水等问题,对保障交易电量顺利执行以及电力系统安全稳定运行具有重要意义。     

基于月度滚动修正的合同电量分解算法与应用

在电力工业市场化的过程中,省级电力市场普遍采用中长期合同的交易方式.在年度合同电量交易完成后,需要在月市场中将月度合同电量分解到本月各日.分解结果直接影响系统的安全经济运行以及日前市场的电量交易.针对该问题,提出了一种切实可行的火电机组月度合同电量分解算法.该方法兼顾了电网调度的公平性和经济性,综合考虑了机组月度检修计划调整、合同电量的滚动修正、发电与负荷之间的平衡、最大/最小发电量约束等因素.以该算法为核心成功地开发了电网经济调度系统,并且利用甘肃电网数据验证了其实用性和有效性.     

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。     

基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

考虑“三公”调度的两阶段年滚动发电计划优化模型

随着我国电力体制改革的不断深化,常用的安全约束经济调度模型不能满足“三公”调度计算周期的要求,且为克服电量直接交易对“三公”调度的影响,提出考虑“三公”调度的两阶段年滚动发电计划优化模型。第一阶段建立考虑直接交易及“三公”调度的滚动机组组合优化模型,在年度剩余周期内优化机组组合及电量计划;第二阶段建立考虑电厂日负荷率均衡的发电计划优化模型,避免电厂日平均负荷率的快速变化。某省级电网的实际算例仿真结果验证了所提模型的正确性及方法的有效性。     

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。     

大规模大用户直购电模式下电网安全校核体系及方法研究

大用户直购电规模日趋扩大给电网调度安全运行带来新的挑战,开展大规模大用户直购电模式下的电网安全校核是保证电网安全稳定运行的必要手段。以发电计划单元交易电量合同及计划电量的总量为基础,构建机组调峰能力校核、机组减排约束校核和电网阻塞校核等3个安全校核指标形成安全校核体系,并通过年度安全校核和月度安全校核来实现安全校核。连续2年的调度生产运行实践表明,该安全校核体系和方法确保了电网的安全稳定运行,促进了大用户直购电规模的扩大。     

基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化

为量化评估中长期电量计划和交易合同可能对电网运行带来的安全风险,解决电量合同执行的受限因素定位与调整难题,提出了一种基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化方法。阶段1严格考虑电厂的电量约束,以断面潮流越限量最小为目标建立电量校核优化模型,获得电量约束下的最优机组组合方案;阶段2则考虑电网运行约束,建立电量安全校正优化模型,通过调整机组组合方案来消除断面越限。通过统筹电力电量平衡和电网安全的两阶段优化调度,获得电量合同的可执行性结论,以及不可行时的原因定位和调整方案。实际系统算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

基于特征时段提取的月度发电计划与安全校核模型

针对月度发电计划编制的高维度、大规模优化问题,提出基于局部最小偏差的分段线性化方法,提取负荷等发用电曲线的特征时段,大幅缩减了计算规模。考虑市场化改革下中长期电量调控的刚性转变对月度发、输电量校核和调整的要求,提出电力电量解耦的发电计划和安全校核模型。模型中引入输电通道的传输电量做为决策变量,评估了输电通道输送能力需求,校核了月度电量能否满足交易执行和电网运行的要求,实现了月度发电计划优化与电力电量安全校核的一体化建模和求解。通过建立输电通道与机组负荷的网络特性约束,保证了输电通道传输电量求解的合理性。IEEE 118节点系统的仿真分析验证了所提模型和算法的有效性。     

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。     

基于数据挖掘构建的新型电厂并网运行考核分析系统

随着电力体制改革的深入发展,为确保省级和区域电网发电厂并网安全稳定运行的需要,各省调和区域网调相继建设了电厂并网运行管理考核系统.同智能电网建设的节能减排和经济调度需求相比较,现有的这些系统在社会综合效益方面存在局限性,在编制并网发电厂日发电计划过程中很少综合考虑年度和月度的机组检修计划、输电线路检修计划以及机组年度发电能力;在编制好发电计划后少有系统考虑基于全省或全区域电厂并网运行的安全校核问题;并且在累年考核结果数据中,如果能够分析出电厂发电运行规律和常被考核项目加以规避,更有利于指导电厂并网运行.     

广东月度集中竞争交易机制设计与实践

当前国内各省级电力市场交易以中长期电量交易为主,交易品种主要包括年度双边协商交易与月度集中竞争交易。月度集中竞争交易作为与调度运行相联系的最后一道交易关口,其交易及出清机制设计需充分考虑电网安全与机组运行约束,以保障交易结果的可行性。基于广东电力市场月度集中竞争交易机制设计与实践经验,本文总结提炼了集中竞争交易中各类型机组申报电量上限的确定方法,充分考虑以热定电、以气定电等机组属性,以及机组负荷率限制、机组(群)最小/最大成交电量约束,形成申报电量上限调整机制。针对机组群约束的处理方法以及必开电量对集中竞争交易的影响等实际问题,研究提出了撮合出清算法处理、必开机组报价处理等系列机制,实现了月度集中竞争交易机制设计与电网运行约束的合理兼容。最后通过广东电力市场运营的实例分析,验证了所述机制的实用性。     

电力体制改革背景下发电计划分配新模型

为提高电力体制改革背景下组织电力电量交易时的公平性,确保燃煤电厂年度上网电量完成率与全网燃煤电厂年度平均完成率偏差在±2%以内,燃煤电厂年度基数电量应合理地分解至月度,再分解至日前。在电力市场和节能调度模式下,建立了燃煤电厂年度基数电量的年、月、日分解模型,并提出了一种正交迭代算法,通过滚动修正偏差,确保年底各燃煤电厂基数电量完成率一致。该模型具有通用性,可以解决不同时间尺度的分解问题,而该算法能够降低负荷预测偏差和检修调整对分配结果的影响。算例表明,该模型及求解算法高效可行。     

基于风电场运行特性的月度合同电量编制方法

针对电网通常采用平均分解的方法编制风电月度合同电量,调度实施难度较大的问题,提出一种基于风电场运行特性的月度合同电量编制方法。基于年合同电量月分解值滚动修正,建立融合预测误差、出力波动性、负荷跟随特性的风电场运行特性指标,并计及风电场负荷率偏差范围约束,编制各风电场的月度合同电量。编制结果既满足各风电场合同电量约束,又在电量分配时考虑了各风电场的运行特性。通过算例分析验证了所提方法的有效性。     

内点法在偶对潮流优化中的应用

当前东北区域电力市场改革试点正处在日前交易开放前阶段,其日调度计划的优化不仅要处理常规约束等一般性问题,而且具有其特殊性,既要保证完成各竞价电厂中长期合同交易分解到日的电能量,又要满足各竞价电厂日负荷率彼此相等,以体现调度上的公平。针对该问题,建立了日前交易开放前的日调度计划优化模型,利用原-对偶内点法在处理大量常规不等式约束方面的优势,提出将时段偶对解耦方法与原-对偶内点法有机结合,前者处理特殊性问题,后者处理一般性问题,优势互补,使优化算法能较贴切地适应该类日调度计划优化模型的特点和需要。数值算例表明,该方法简洁、有效。     

基于多目标优化模型的省级电网月度发电计划

针对电力体制新形势下多种调度模式的发电计划科学化管理要求,基于月度电力生产的时空均匀性原则提出了月度发电计划的多目标优化模型。针对以往研究中所忽视的电量供需平衡和潮流安全的同时性问题,把电量分解与安全校核细化到各日的峰、平、谷时段。针对多量纲、多数量级的多目标综合决策的要求,基于理想点贴近度的思路将多目标问题转化为单目标优化问题。根据模型特点,采用邻域搜索算法求解。最后采用山东电网实际算例验证了模型的综合决策性能和邻域搜索算法的优越性。     

编制直调火力发电单元月度电能交易计划的负荷率偏差法

对月度电能交易计划编制问题,实际电网通常采用平均分解的方式.该方式虽然简便易行,但考虑的因素不够全面或过于粗略,其计划编制结果往往容易增加后续日调度的难度.针对此现状,提出了一种负荷率偏差法,用于解决直调火力发电单元月度电能交易计划编制问题.该法首先考虑已经完成月份的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系数分布情况,对计划月份进行年合同电量月分解值的滚动修正;其次,对计划月份,根据发电公司、电网公司和社会环境等综合成本指标排序的结果,在月平均负荷率的基础上,对不同发电单元的负荷率给予适当调整,以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,又兼顾了不同日的检修与负荷分布情况,同时还适当降低了系统的综合成本.算例结果表明,该方法合理有效.