河南电网实时调度系统若干功能与算法

实时调度系统主要负责发电和潮流的实时监视、实时调整和闭环控制。为达到既安全又经济的目标,文中把实时调度系统的主要功能分为实时平衡交易及实时安全管理2个模块。实时平衡交易模块在电网安全约束下,通过调整发电计划使发电与负荷平衡;实时安全管理模块则处理电网各种突发事件,包括阻塞管理、非计划停机等。在实时平衡交易中使用了鲁棒性较强的增量潮流模型,并提出了负荷平衡灵敏度,修正了原始灵敏度,使增量潮流模型不再依赖于松弛节点。使用最优次序法求解此模型,不仅满足了经济性与安全性的要求,而且满足了电力市场的公开和透明要求。将实时平衡交易模型经少量修改后用于阻塞管理,并应用平衡调节法求解阻塞管理模型。该系统在河南电网2年的运行实践证明了该算法的有效性和实用性。     

四川电网智能调度系统的设计与实现

截止目前,四川省统一调度电厂200多家,电厂众多、情况复杂并且约束条件多,调度实时分析自动化程度不高,调峰时压力较大;并且对实时出力情况交互困难,对超短期发电出力实时调整缺乏有效手段进行算法支撑,发电出力实时调整需要综合考虑超短期负荷预测、日内用电计划、日内发电计划、联络线计划、流域水情变化及断面潮流限额。采用合理分配算法,计算出合理的电厂实时发电调令,并自动群发给满足算法要求的电厂,保证电网的发用电平衡,实现安全调度的科学执行。四川电网智能调度系统的建设,优化发电出力的实时调整,智能科学地发布调令,提高了发电出力调整的工作效率和规范性,实现发电出力实时调整工作的智能化,保障了电网安全运行。     

日发电计划安全校核及最优调整系统的开发与应用

由于国内电网网架结构比较薄弱的特点,以及当前日发电计划的安全校核和校正的需求,决定了对发电计划的安全校核及优化调整和阻塞调度等问题研究的必要性,开发了一套日发电计划安全校核及最优调整系统的应用软件,利用降阶基方程线性规划法实现发电计划的最优调整,具有自动网络等值、母线负荷预测、实时网络状态读取、安全校正、安全校核及潮流变化曲线显示、系统图形生成等功能。此系统的开发软件已经在四川省调度中心投入运行,并由运行结果表明此系统可以有效地实现发电计划安全校核和校正。     

电力实时平衡调度交易市场运作机制及模型的研究

电力实时平衡调度交易是保证电网在市场环境下安全稳定运行的关键,是竞争性电力市场的重要组成部分,是电网调度决策的一项重要内容。文中对电力实时平衡调度机制、实时平衡交易市场的设计及运作流程、机组报价、实时调度交易计划的制定及其安全校正机制、电网阻塞在线校正机制、实时平衡辅助服务、实时平衡交易市场的电价机制及结算机制等进行了分析研究。为尽量避免市场投机行为,文中还探讨了市场成员在实时平衡交易市场申报竞价数据的时间提前量与买时平衡交易市场的电价机制之间的协调关系。最后,对电力实时平衡调度自动控制系统的结构与功能进行了详细设计。     

计及注入转移分布因子估计误差的鲁棒实时调度

注入转移分布因子是电网运行分析中的一种重要的线性化灵敏度因子,常用以校验一定发电计划下输电支路的潮流安全。注入转移分布因子的估计误差,会造成对支路潮流估计的偏差,从而威胁电网的安全运行。提出一种可以计及电网注入转移分布因子估计误差的电网实时鲁棒调度方法。首先利用实时量测数据,基于贝叶斯线性回归理论建立注入转移分布因子的概率估计模型,并求解获得注入转移分布因子的误差区间。进而,以电网运行经济性为目标,构建同时考虑节点注入功率扰动及注入转移分布因子估计误差的实时调度模型,并基于Soyster鲁棒优化方法,给出了模型的求解算法。通过对6节点系统、IEEE 118节点系统及IEEE 300节点系统的测试计算与分析,验证了方法的有效性。     

日发电计划安全校核及最优调整的研究与应用

由于国内电网网架结构比较薄弱的特点以及当前日发电计划的安全校核和校正的需求,决定了对发电计划的安全校核及优化调整和阻塞调度等问题研究的必要性。基于此,本文开发了一套日发电计划安全校核及最优调整系统的应用软件,这套系统是由EMS数据接口、数据交互平台、应用服务程序、Web页面4大部分组成。文中利用降阶基方程线性规划法实现发电计划的最优调整,具有自动网络等值、母线负荷预测、实时网络状态读取、分区滚动发电及潮流变化曲线显示、系统图形生成等功能。此系统的开发软件已经在安徽省调度中心投入运行,并由运行结果表明此系统可以有效地实现发电计划安全校核和校正。     

日内现货交易环境中智能发电调度系统的设计与实现

四川省内水电装机容量大、数量多且安全约束复杂,日内现货交易出清后的实时发电计划调整难度大。为满足日内交易需求,开发了智能发电调度系统。该系统综合考虑日前发电计划、超短期负荷预测及电网约束,过滤无效数据后,实时生成日内滚动计划,批量下达发电调令。约1年的运行实践表明,该系统能正确生成匹配现货交易的日内滚动计划,迅速下达各电厂,及时满足了现货交易需求,极大了减轻调度员的工作量。     

基于概率潮流的主动配电网日前-实时两级优化调度

为有效应对主动配电网(ADN)中间歇性电源、虚拟微网与柔性负荷等不确定变量给电网安全经济运行带来的挑战,基于概率潮流技术建立了ADN日前—实时两级优化调度模型。日前调度以ADN中各单元日前功率预测结果为依据,以运行成本最小为目标,确定次日各时段内各调度单元运行计划;在此基础上,针对实际运行中各单元的波动性和超短期预测结果进行实时调度,以不确定单元作为随机变量进行概率潮流计算,对日前调度计划进行调整,使得ADN中各节点电压和支路功率在3倍标准差内波动仍满足约束条件,提高ADN的安全裕度。最后,结合引力搜索算法和粒子群算法对调度模型进行求解,并通过算例验证模型的有效性。     

设备月度检修计划给定下的电网运行方式优化方法

为了提升设备计划下电网运行方式的合理性,给出了输变电设备月度检修计划给定下电网运行方式优化方法。将主问题分解为计及电力电量平衡的发电、负荷分配和提高计划方式合理性的有功潮流调整两个子问题。在发电和负荷分配问题中计及了历史同期负荷变化规律、系统旋转备用、网损等因素;在提高方式合理性的调整中,基于综合灵敏度指标迭代调整,分阶段考虑了基态潮流收敛性、N-1开断下的静态安全性、N-1故障下的暂态功角稳定性约束。通过对综合问题进行分解和分步实施,得到输变电设备检修计划下满足工程合理性的电网运行方式,并降低了求解难度。基于实际电网的算例验证了所提方法的有效性。     

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。     

安徽电网实时发电控制系统设计及实现

为了减轻自动发电控制（AGC）机组调节负担,提高AGC控制合格率,提高电网调度自动化水平,安徽电网实时发电控制系统利用超短期负荷预计的结果,自动调整机组发电计划,并自动下发到电厂,使发电机组能较为准确地响应系统负荷变化。该系统改变了传统调度人员用电话调度发电出力的方式,使发电调度较为科学合理,在减轻AGC机组调节负担、提高了电网运行安全性,一年多的运行情况表明,该系统投入小、见效明显,对以火电机组为主的电网AGC实用化工作和提高电网调度自动化水平及质量控制有借鉴作用,可供建立电力实时市场技术支持系统时参考。     

基于条件相关运行风险的发电调度优化模型

综合考虑实时运行条件对元件和电网运行可靠性的影响,构建基于条件相关运行风险的发电调度优化模型。将条件相关的运行风险评估与发电调度优化相结合,采用统一的货币形式量化发电机调度成本和风险代价,以期望总成本最小为目标函数,在满足正常和故障状态对应安全约束条件下寻求最优调度方案。同时,计及旋转备用响应特性以及可控串联补偿器(TCSC)对电网运行风险的影响,将机组输出功率再调整允许范围和TCSC补偿范围增至约束集中。该模型综合考虑了负荷水平、实时调度运行方式、潮流分布和运行风险的相互影响,实现了电网运行风险和发电成本均衡协调的最优调度决策。采用禁忌遗传优化算法对所建优化模型进行求解。RBTS测试系统的计算分析验证了所提模型和算法的有效性。     

基于可中断负荷的阻塞调度方法研究

当系统发生输电阻塞时,仅通过调节发电机的出力来消除输电阻塞不是经济的调节方式。提出在电力市场环境下通过调节发电机组出力和中断可中断负荷共同消除输电阻塞的优化调度方法,即在日前市场中以发电成本最小为目标函数,在实时平衡市场中将可中断负荷应用于阻塞管理,并与发电机组出力再调度共同作为阻塞管理的手段,使阻塞管理费用最小;该优化方法采用基于跟踪中心轨迹的内点法来求解。用IEEE30节点系统验证的结果表明所提方法具有经济性。     

一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法

大规模光伏发电注入电力系统,其功率的不确定性给实时调度带来了挑战,进而对光伏发电功率和负荷预测的精度提出了更高的要求。针对此问题,文章提出一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法。首先,基于实时调度的有效稳态安全区域法和线性潮流模型,提出一种计及电压幅值的实时调度模型;其次,通过鲁棒优化等方式将原问题转化为确定性的线性规划问题求解;然后,根据所提方法,分析光伏发电功率和负荷预测精度对于电力系统实时调度安全性和经济性的影响;最后,通过改进IEEE 9节点系统和IEEE 118节点系统进行算例分析,说明所提方法的有效性和高效性。     

网省紧耦合电网实时发电计划优化模型及应用

由于负荷、新能源功率等不确定性因素的影响,在日前发电计划执行过程中需要利用实时发电计划应用进行滚动修正。对于网省两级耦合紧密的区域电网,网调与省调机组共同承担省内用电负荷,跟随负荷预测偏差与新能源预测偏差进行实时调整,保证发用电平衡,网省间联络线交换功率计划呈动态变化特点。为此,在常规发电计划优化模型基础上,提出针对紧耦合电网的网省分担的虚拟功率交换计划(VIS)约束,建立网调和省调实时发电计划优化模型。针对运行中网调在局部省区调节能力不足的问题,提出网调多控制区优化模型,实现网调控制机组在省区之间的相互支援,并可量化分析支援大小。通过电网实际运行结果分析,验证所提出的方法的有效性,提高电网调度大范围资源优化能力。     

计及机组组合状态调整的发电计划安全校正策略

发电计划安全校正是调度计划和调度运行的一项重要内容.提出了一种基于调整量最小的安全约束经济调度模型的发电计划安全校正新策略,并通过松弛机组出力限值约束,可以在调整机组出力无法满足电网安全的情况下,进一步调整机组的组合状态来消除潮流越限,从而提高安全校正算法的鲁棒性和实用性.实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上...     

考虑源荷双侧预测误差的实时发电计划闭环控制模型

针对源荷双侧不确定性对电网实时调度运行的影响,提出了模糊信息粒与机会约束目标规划相结合的建模求解方法,建立了实时发电计划与自动发电控制(AGC)闭环控制模型,动态优化系统的可调备用容量。针对服从不同概率分布函数的随机预测误差,引入模糊信息粒理论对可中断负荷切负荷率、负荷预测和风电出力的预测误差进行模糊粒子化,应用机会约束目标规划构建系统备用偏差量约束。在闭环控制过程中,通过动态调整机组的控制模式实现可调备用在不同类型机组间的合理分配,在目标函数中引入风险成本和机组模式转换成本,实现了满足安全备用需求条件下的经济最优性。最后,利用算例验证了模型的有效性和实用性。     

兼容中长期实物合同的日前市场出清模型

如何处理中长期实物合同交割与电网运行约束之间的衔接问题,是分散式市场模式现货市场出清模型设计的关键。文中分析了欧洲分散式市场模式现货市场出清模型的特点,根据中国电力交易和调度管理体制与欧洲的差异,设计了一种日前现货交易与中长期实物合同交割、电网阻塞管理协同优化的市场出清模型。模型允许机组在日前自主决定其次日启停机计划,通过反向交易报价机制实现对中长期实物合同发用电计划的阻塞管理和帕累托改进,通过引入供需平衡松弛变量满足极端供需情况下的模型求解问题。基于IEEE 30节点系统的算例仿真表明,模型能够适应不同市场场景的运行需要,提高日前市场和实时平衡两阶段的整体社会福利。     

基于市场报价的阻塞管理模型及内点法实现

提出了一种电力市场下解决阻塞问题的新方法,它可以根据市场报价同时调整实时平衡市场下的发电机出力和削减部分短期双边合同量。建立了阻塞管理的非线性数学模型,应用改造的非线性原对偶内点法最优潮流求解以上模型,计算出的节点实时电价体现了如何在各用户中分摊阻塞管理费用。算例表明,该方法可以根据市场参与者的报价得到最优的调度方案,利用节点电价指导用户调整用电计划,从而有效地解决了阻塞问题。     

基于在线分析的电网清洁能源消纳调度策略及实例分析

针对湖南电网汛期存在的清洁能源消纳问题,提出在电网实时调度中,采用在线安全稳定分析系统结合潮流灵敏度分析实时评估电网安全裕度,从而优化运行方式、挖掘和提升清洁能源消纳能力的调度策略。本文基于电网调度的特点,指出了在线分析与灵敏度分析配合的功能优势,设计了将其分别用于挖掘电网通道送出潜力、优化清洁能源发电方式、调整实时电网运行方式的调度策略。案例证实了上述调度策略对提升电网清洁能源消纳能力的效果。