电网安全节能发电日前调度优化模型及算法

华北电网安全节能发电调度辅助决策系统中的日前调度模块实现了机组组合和安全约束经济调度两大功能,制定日发电计划既符合各种安全约束又满足各类辅助服务需求。采用同一个优化模型,通过修改输入信息实现节能发电调度、电量进度发电调度、成本调度、市场竞争等多种调度模式。引入violation和violation penalty weights两类参数,确保优化模型始终有解,满足工程实际应用的要求。采用同时可行性测试与优化计算相迭代的方法缩短了计算时间。日前调度模型为混合整数规划模型,采用分支定界法进行求解。为了精确校核日前调度结果,该系统开发了研究态全网络多时段安全校核功能,选择多个时间节点对日前调度结果进行精确的交流潮流校核,确保日前调度结果满足安全运行要求。     

水电站水库长期优化调度模型及调度图

为绘制高效可靠的水库运行调度图,以平衡保证出力保证率与发电量矛盾的惩罚系数为优化变量、以保证出力设计保证率满足条件下发电量最大为目标函数,综合集成以黄金分割法为时段决策优选法的随机动态规划核心模型,以及评估调度方案优劣时历法长系列模拟计算模块,利用遗传算法的并行计算能力,结合电站调度方案制定与有效性检验,构建水电站水库长期优化调度模型。应用结果表明:所建模型具有不受年调节和多年调节库容机械划分约束、快速获得满足发电保证率所要求的优化调度图的优秀特性;较之常规调度方法,可增发电量2.0%以上,保证率更高,决策信息更丰富。     

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。     

白山发电厂长期优化调度研究

建立了白山发电厂长期优化调度模型,采用POA算法对模型进行求解.根据历史资料对白山发电厂常规机组以及带抽水蓄能机组的调度进行优化,结果表明,供水期常规机组优化调度后较实际年平均增发电量0.17亿kW·h,增加效益为972万元,说明优化调度是必要的;抽水蓄能机组投入运行后,年平均发电效益增加1.976亿元,经济效益十分可观.     

基于最优潮流理论的风电、梯级水电短期联合优化调度

为了协调多电源短期联合调度方案经济性与可靠性之间的关系,需要建立高效、实用的模型,并采用新型优化算法对调度模型进行求解。本文基于最优潮流理论建立多电源短期联合优化调度模型,在目标函数中考虑电力系统的经济性与可靠性指标,在约束条件中考虑电源约束条件和电网约束条件。在计算发电系统可靠性时,采用基于运行状态的瞬时可靠性评估法,有效避免了传统可靠性评估方法在评估风电等波动性较大电源方面的不足。最后以IEEE-30节点系统为例验证本文提出的优化调度模型和算法,结果表明,本文的联合调度策略可提高系统的可靠性指标,降低风电场的弃风量,增加梯级水电与风电的上网电量,保证火电输出功率的平稳性。     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。     

市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

市场环境下,梯级水水电站的短期调度竞价报送发电计划阶段,根据预测的边际电价和入库流量,以发电收益最大化为目标制定短期调度计划;电网负荷下达阶段,根据电网下达日内96点负荷和预测的入库流量制定短期调度计划。后者在流域梯级统一调度背景下,若梯级水电站具有流域统一电价,梯级水电站短期调度以耗水量最小为目标进行优化;若梯级水电站具有不同电价,则梯级水电站短期调度以发电收入最大为目标进行优化。以市场环境下不同阶段梯级水电站制定短期优化调度计划为对象,研究梯级水电站短期优化调度模型及其求解算法,构建梯级水电站短期优化调度整体框架。研究表明,市场环境下不同阶段采用不同模型进行短期优化调度,可节约梯级水资源、增加梯级发电收益。     

珠江梯级水库群联合抑咸优化调度方案研究

建立了以抑咸为目标的珠江流域梯级水库群优化调度模型,采用优化算法对调度方案进行寻优。通过珠江流域典型枯水期实测资料进行模拟计算,将优化计算结果与实际调度结果进行对比分析,优化调度模型在提高补水量的发电效率、缓解电量损失方面具有优势,可为珠江枯水期水量统一调度方案的制定提供借鉴。     

节能发电调度旋转备用计划优化

节能发电调度不仅改变了现行计划电量调度模式下制定发电计划的目标函数,还可能改变现行的等备用原则。文中首先探讨节能发电调度方式下制定旋转备用计划可能采取的原则———等备用原则和能耗最小原则,建立相应的旋转备用优化决策模型;然后研究旋转备用计划优化的实现方式,分别选用旋转备用计划和发电出力计划的独立建模分步优化、统一建模联合优化2种思路,构建不同的节能发电调度模型,并基于启发式动态规划方法,针对同一算例进行优化计算。算例分析验证了所提出的旋转备用优化决策模型及其实现方式的正确性和有效性。     

一种电量双轨制下考虑基本调峰分配公平的日前机组组合模型

新能源高占比电网运行中,基本调峰的功率调节数量激增,直接交易合同执行与新能源消纳间的矛盾凸显。针对基本调峰任务分配不公平问题,以机组调整改变负荷率所引起的运行成本与损耗的数量增加为依据,利用基尼系数构造了可衡量基本调峰公平程度的量化指标;为了解决交易合同执行与新能源舍弃之间的冲突,设计了新能源舍弃惩罚因子与直接交易合同违约惩罚因子;基于公平量化指标和惩罚因子,构建了双轨制电量配给下考虑基本调峰调整量公平的日前机组组合模型。仿真结果分析表明:基尼系数约束下可使在无约束下机组数量占比近50%的不参与调节的小型机组参与调节,同时系统收益降幅仅为0.18%,而平均分配情况下系统收益降幅为6.5%;系统总收益随着交易电量的增加而呈现先升后减的趋势,拐点是由弃风和交易消减所致,降幅为6.5%;参与交易的机组种类和数量越多,合同签订的时间尺度越长,则系统总收益越显著。     

基于发电商申报的差价合同电量分解

电力市场运行中,需将各发电商的中长期差价合同进行分解才能得以实际执行,传统的中长期合同电量分解都是统一分解,发电商被动接受。文中提出了“发电商申报法”分解合同电量,在考虑检修、出力约束、系统可分解合同电量和系统必需合同电量等因素后,采用基于误差的差异度评估函数建立多目标优化模型,并分别采用“线性加权求和法”和“极小极大值法”将原模型转换为单目标优化。采用国内市场的实际数据构造算例,计算结果表明模型有效,2种转换均可获得原问题的有效解,采用“极小极大值法”时各发电商调整量的差异较小。     

大型梯级水电站枯水期多模式优化调度模型研究

针对大型梯级水电站枯水期调度面临的市场环境复杂、枯汛转换期来水形势多变等难题,提出了梯级水电站调度决策多模式自适应匹配方法,分别建立“无（消落）压力环境”模式和“有（消落）压力环境”模式下的优化调度模型,根据预报信息自动选择和灵活切换调度模式和目标,生成各电站水位动态控制和灵活调整策略。结果表明：“无（消落）压力环境”模式下可使流域发电量增加2.57%;“有（消落）压力环境”的“均匀突破”模式和“集中突破”模式下分别可增加发电量4.59%、5.32%,前者面临无法消落到位的风险更小,后者发电效益更大。该模型可有效降低枯水期消落和发电风险,提升流域整体发电效益,对于不同来水、发电等工况均表现出较好的适应能力和优化效果。     

浅析水电站调整负荷时不合格电量的产生与控制

实践证明:通过巧妙改变负荷升降速率,在调整电厂负荷时,电厂实际执行电量更加接近于调度计算电量,大大减少了日发电偏差不合格电量的产生,从而提升了电厂运行管理水平和经济效益。     

节能发电调度的经济补偿机制研究（一）基于行政手段的经济补偿机制设计与分析

首先论述了实施节能发电调度需要妥善解决的经济补偿问题,提出了节能发电调度经济补偿机制的设计原则以及设计经济补偿机制的核心思路;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、公平为优化目标,设计了基于行政手段的4种节能发电调度经济补偿机制及结算模式,并进行了比较研究。     

小浪底西霞院两水库日发电优化调度模型设计

根据日水量调度指标,结合小浪底、西霞院梯级水库的调度特点,以小浪底水库近期发电出力(有功功率)过程为依据,计算小浪底、西霞院两水库日内机组优化出力过程.该模型可用于编制小浪底、西霞院两水库发电出力过程日前计划及动态推求发电出力实时滚动计划,可合理安排小浪底、西霞院两水库日内发电过程,在完成水量调度任务的同时,实现梯级水库发电经济调度.     

基于来水不确定性的梯级水电站负荷调整耦合模型——以锦官电源组梯级水电站为例

针对来水不确定性引起的实际调度要求与原定发电计划的偏差问题,一方面结合风险管理内涵和梯级水电站发电调度操作规程,建立了梯级水电站安全运行预警机制,对发电计划进行滚动监测与评估;另一方面,基于误差分析技术和水库调度理论,建立了梯级水电站负荷调整耦合模型,并以预警结果为时间控制节点,构建二者的嵌套应用模式,同时提出了一种计及电网安全约束的负荷调整逐层递进求解算法。以雅砻江流域锦官电源组梯级水电站为实例进行计算,结果表明,所建模型可有效解决来水不确定性(偏小或偏大)导致的电站被迫降低出力运行或水库弃水问题,制定的负荷调整方案满足电网安全稳定运行约束和水电站水库运行要求,验证了所建模型的合理性。     

考虑随机来水的水电站中长期发电调度多重风险分析

为了分析来水不确定性导致的水电站发电风险,构建了日径流随机模拟模型,模拟生成了长系列径流序列,建立常规调度和优化调度模型,并将模拟径流序列作为输入驱动调度模型。以年均发电量、发电稳定性、弃水量、发电保证率、蓄满率为主要风险指标,建立了发电风险分析的指标体系。在此基础上,以三峡水库作为调度模型的研究实例,比较了常规调度和优化调度的风险水平。结果表明:优化调度较常规调度年发电量增加约5%;信息熵结果显示优化调度模型不确定性较小,更加稳定;优化调度弃水量约为常规调度的50%,且优化调度降低了出力破坏风险。文中给出的优化调度模型所得调度过程在经济效益及风险控制方面都有较优的表现。     

区域电力市场竞价交易模型与交易机制的研究:（一）竞价交易模型及其机理、水电参与市场竞价的模式及电网安全校核机制

在设计区域电力市场的竞价模式和规则时，必须考虑资源优化配置与资源公平配置的有效协调，坚持做到公开、公正、公平的“三公”原则，努力实现各方利益的平衡协调，同时还要充分考虑如何保证电网的安全稳定运行，努力实现市场交易与电网调度的有效配合。基于上述理念，文中深入分析研究了影响中国区域电力市场竞价机制的因素、区域电力市场竞价的目标模式选择、区域电力市场竞价交易模型与竞价交易机理及水电参与市场竞价的模式，提出了兼顾电网调度、电网安全稳定运行与市场交易相协调的区域电力市场竞价交易模型及电网安全校核机制。     

桂东电网水调自动化系统发电调度应用效益分析

桂东电网是一个地方性区域电网,网内小水电较多,通过对水库调度自动化系统应用效果进行分析,对梯级及独立运行的水电厂优化调度可能增发的电量进行测算,提出周、日以下调节性能的水电厂增发电量的主要途径,并结合实际提出发电调度计划的优化措施和方案运用的建议。     

三峡水库汛末蓄水调度线优化研究

建立三峡水库蓄水优化调度模型,以防洪、发电和蓄水为目标对蓄水时机和蓄水进度同时优化;采用多种群混合进化粒子群算法(MSE-PSO)基于模拟-优化解法流程对模型进行求解,生成了不同起蓄时间的优化蓄水调度线。模型计算结果表明,在确保防洪标准不降低的前提下提前蓄水和加快蓄水进度都能增加发电和蓄水效益;若即使为考虑防洪安全将蓄水时间推迟,仍可通过加大蓄水进度来增加综合效益;并以9月份来水较枯的2009年和发生较大洪水的1966年作为典型年对优化蓄水调度线进行了验证。