基于独立性网损微增率和环境成本的发电调度

ｃ ｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｏ ｔ ｎ ｎ ｏ ｒ ｏ ｓｄ ｒｎ ｈ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｓ ｓ ａ ｄ ｗｉ ｄ ｐ ｗｅ ． ｃ
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔｉ ｃ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｓ ｓ ＩＴＳ） ｎ ｉ ｎ ｎ ａ Ｏ Ｔ ；ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｓ ｈ ｄ ｌ ｇ ｙ ｗ ｒ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｌｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｌ ｓ ｅ （ Ｉ ；ｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｌＣ Ｓ Ｓ ｅ ｅ ａ ｉ ｃ ｅ ｕ ｉ ； ｏ ｏ ｎ
ｃ ｌ ｔ ｅ ｒ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｕｔ ｈ ｏ ｙｉ ｒｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｄｕ ｉｇ ｔ ｅｄ ｒｖ ｔ ｎｏ ｌ ｈ ｏ ａ ｎ ｔ ｎｃ ｒｅ ｔ ｎ ｏ ａ ｍｐ ｄ ｒｎ ｈ ｅｉａｉ ｎｙｔ ｅｎ ｄ ｌｉｊｃｉ ｕ ｒｎ ｓａ ｄ ｎ ｄ ｌｉ ｅ — ｏ ｅ ｏ
基 于 该 独 立 性 网损 微 增 率 ， 传 统 的 发 电成 本 中计 人 环 境 成 本 ， 立 了 发 电 成 本 最 小 包 含 风 力 发 电 的发 电 调 在 建 度 模 型 ， 用 有 功 优 化 经 典 算 法 进 行 求 解 。Ｉ Ｅ ９节 点 系 统 的 仿 真 结 果 验 证 了 独 立 性 网 损 微 增 率 的 优 越 性 并 Ｅ Ｅ
Ｇｅ ｒ ｔｏ ｈｅ ｕ ｉ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ｎｄ ｎｔＩ ｒ ｍ ｅ ａ ｎｅ ａ ｉ ｎ Ｓｃ ｄ ｌｎｇ Ｂａ ｅ ｎ Ｉ ｄ ｐｅ ｅ ｎｃ ｅ ｎｔ ｌ
Ｔｒ ｎｓ ｉ ｓｏ ｓ ｅ ｎｄ Ｅｎｖ ｒ ｎｍ ｅ ａ ｓ ｓ ａ ｍ ｓ ｉ ｎ Ｌｏ ｓ ｓ ａ ｉｏ ｎｔ ｌＣｏ ｔ
ｗｉ ｄ ｐ ｎ ｏｗ ｅ ｐ ｒ； ｏｗｅ ｙ ｔ ｍ ｒｓ ｓｅ
传统 能源 短 缺 和 环 境 污 染 问题 日益 突 出 ， 可
对 污染 物排 放 总量 收费制 度开 始实 施 ， 污染物 排放 收费 已开始 成 为发 电 企 业 发 电成 本 的 一 部 分 。 因 此 ， 必要 在 发 电调 度 时 将 环 境 成 本 计 入 发 电成 有
ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ．Ｔｈ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｌｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ ｅ （ Ｉ ）ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌ ｓ ｉａ ｉ— ｏ ｒｓ ｓｅ ｅｄ ｒｖ ｔｏ ｆｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔｉ ｃ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｓ ｓ ＩＴＳ ｏ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｃ ａ ｓｃ ｌ ｒ ｃ
高 菱 ，江 辉 ，李 小 燕 ，谢 云 岩 ，彭 建 春
（． １ 湖南 大学 电气 与信 息工 程学 院 ， 沙 ４ ０ ８ ； 长 １ ０ ２ ２ 深圳 大学 机 电与控 制 工程 学 院 ， 圳 ５ ８ ６ ） ． 深 １ ０ ０
摘 要 ：网损 微 增 率 的 计 算 是 电 力 系 统 有 功 优 化 的重 要 组 成 部 分 。基 于 经 典 电 路 理 论 对 独 立 性 网损 微 增 率 进 行 了推 导 ， 推导 中仅 用 到 了 系 统 所 有 节 点 的 节 点 注 人 电 流 和 节 点 阻 抗 矩 阵 ， 涉 及 平 衡 节 点 的 选 取 问 题 。 在 不
Ｃｈ ｎｇ ｈａ４１ ０８ ａ ｓ ０ ２，Ｃｈ ｎａ； ｉ
２ Ｃｏ ｌ ｇ ｆＭ ｅ ｈ ｔ ｏ ｉ ｓ ａ ｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｓ ｅ ｚ ｅ ｉ ｅ ｓｔ ， ． ｌ ｅ ｏ ｃ ａｒ ｎｃ ｎ ｎ ｒ ｌ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｈ ｎ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｓ ｅ ｚ ｅ ８ ６ ｈ ｎ ｈ ｎ ５ ０ ０，Ｃ ｉ ａ １ ｈｎ ）
为无 穷 大 。
１ ２ 支 路 电流 函数 ．
对 输 电系统 的等值 网络 ， 运用 欧姆定 律 和基尔
霍 夫定 律有节 点 电压方 程
Ｕ“一 Ｚ“ Ｐ （） ３
［ ］建立 了电力 市 场 环 境 下 的含 风 电 机 组 环 境 经 ５
济调 度模 型 ， 虑 了风 电备 用 容量 问题 。 考 现行 的包 含环 境成 本 的发 电调度 中大都 没有 考虑 网和无 功补 偿方 法 的重要 组成部 分 ， 研究 具有 重要 其
第 ２ ３卷 第 ５期 ２１年 １ ０１ Ｏ月
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
Ｐ ｏ ｅ ｄ ｎ ｓ ｏ ｈ Ｕ— Ｓ ｒ ｃ ｅ ｉｇ ｆｔ ｅ ＣＳ ＥＰ Ａ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ５ １２ ．
０ｃ． ２ ｔ Ｏ１１
基 于独 立 性 网损微 增 率 和环 境 成 本 的发 电调度
（） ４
式 中 ： 为 节点 ｉ 的相 量 电压 ； 为 阻抗矩 阵ｚ 第 ｉ 、 是列元 素 。 行 第 根 据式 （ ）并运 用欧姆 定律 得 ４
Ｎ
一
文献 ［ １ １ ］基 于 经 典 电路 理论 ， 导 得 到 了一 推 种 网损微 增率 新算 法 ， 算法 在求解 过程 中没 有进 该
ＧＡＯ ｎ Ｉ Ｌｉｇ ，Ｊ ＡＮＧ ｉ，ＬＩＸｉｏ ｙ ｎ ，ＸＩ Ｙｕ — ａ Ｈｕ。 ａ —ａ Ｅ ｎ ｙ ｎ ，ＰＥ ＮＧ ｉｎ ｃ ｕ Ｊａ —ｈ ｎ
（ ． ｏ ｌｇ ｆＥｌ ｃ ｒ ａ ｎ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ １ Ｃ ｌ ｅ ｏ ｅ ｔ ｉ ｌ ｄ Ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｈ ｎ ｎ Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ， ｅ ｃ ａ ｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ
・
４ ・ ８
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
第 ２ ３卷
文献 Ｉ －探讨 了 将 环 境 成 本 纳 入 发 电成 本 的 －１ ３ 必 要性 ， 于环境 经 济 学 理 论 ， 出 一种 新 的燃 煤 基 提
点 ｋ的负荷 等 值 阻抗 ； 。 （ ）和 Ｑ。 （ ）为 Ｐ，Ｐ ．Ｑ 接 于节点 ｋ的 电源 注入 （ 荷吸 收 ） 功 和无 功 功 负 有 率 ； 为对应 稳态解 时 ｋ节点 电压相 量 的共轭 值。 当节 点 没 有 电源时 ， 为 零 ； 含 负 荷 的节 点 以 不
数法 、 ］ 阻抗 矩 阵法 、 ］ 导纳矩 阵法 ［ 、 置 雅 可 比 ８转 ］ 矩 阵法＿ 等 。 ９ 但是 现行 的 网损 微增 率计 算方法 在 计算 时都 进行 了假设 ， 参考节 点 的选择 对计 算结 且
果有 一定 的影 响 。
ｕ 一 ∑ －－ ｎ 厶 ｎ ｉ ， Ｎ ＝１…， ｎ
以 及 环 境 成 本 、 机 的 接 入 对 降 低 系 统 发 电成 本 和排 污 量 的 作 用 。 风 关 键 词 ： 立 性 网损 微 增 率 ； 境 成本 ； 电调 度 ；风 力 发 电 ；电 力 系 统 独 环 发 中 图分 类 号 ： ＴＭ７ １ Ｔ ７ ４ ３ ； Ｍ １ 文 献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ９ ０ ２ １ ） ５０ ４— ６ ０ ３８ ３ （０ １ ０ — ０ ７０
式 中 ： 为 节 点 电 压 向 量 ， 一 Ｅ ？ ， ， Ｕ Ｕ ｕ — ， … Ｕｎ ； ｆ Ｎ×Ｎ 阶 阻抗矩 阵 。 ￣ ｚｌ ］ 为 由于输 电线路 存在 对 地充 电 电容 ， 该节 点阻抗矩 阵总是存 在 的 。 故 式 （ ）写成代 数形 式为 ３
Ｎ
－
的理 论和 实践 意义 。 网损微 增率 的算法 很 多 ， 系 如
本 。
再 生 能 源 受 到 了 广 泛 关 注 ， 中 以风 能 最 为 突 其
出Ⅲ 。 电力 行业 作 为污染 气 体排 放 的大户 ， 随着 《 节
能发 电调 度 办法 》 一 系列 法律 法 规 的颁 布 ， 国 等 我
收 稿 日期 ：０ ００ — ５ 修 回 Ｅ期 ：０ ０ ０— ２ ２ １－ １０ ； ｔ ２ １ — ５１
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｏ ｃ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｍｉ ｓｏ ｏ ｓ ｓ ｉ ａ ｅ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｆｉ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｌ ｓ ｅ ｓ ｎ ｉ ｏ ｔ ｎ ａ ｔｆ ｒｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｄ ｓ ａ ｃ ｆ ｏ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ａ ｔｐ ｒ ｏ ｈ ｅ ｅ ａ ｉ ｉｐ ｔ ｈ ｏ ｏ
ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｌ ｄ ｎ ｌ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｅ ｓ ｕ ｅ ，Ｓ ｈ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ ｅ ｓ ｉ ｄ ｎ ｅ ｍａ ｒｘ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ａ ｌ ｙ ｔ ｍ ｕ ｓ ｓ ｉ ｓ ｄ Ｏ ｔ ｅ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｓ ｓ ｉ ｎ ｅ ｐ ｎ ｅ ｔｏ ｅ ｅ ｅ ｃ ｕ ． Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ ｅ ｎ ｈ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｅ ｄ ｎ ｆｒｆｒｎ ｅ ｂ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｓ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｏ ｃ ｓ ｓ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｓ ｈ ｄ ｌ ｇ ｍｏ ｅ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ ｅ ｎ ｎ ｏ ｒｉ ｓ ａ ｌ ｅ ．Ａｎ ｈ ｌｓ ｏ ｔ ，ａ ｇ ｎ ｒ ｔ ｃ ｅ ｕ ｉ ｄ ｌ ｎ ｌ ｄ ｎ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｓ ｓ ａ ｄ ｗｉ ｄ ｐ ｗｅ ｓｅ ｔ ｂ ｉ ｄ ｏ ｎ ｏ ｓ ｄ ｔ ｅ ｃａ — ｓｃ ｌ ｌ ｏ ｉｈ ｏ ｃ ｉｅ ｐ ｗｅ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｉ ｓ ｄ ｔ ｏ ｖ ｈ ｓ ｍｏ ｅ． Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｏ ＥＥＥ ９ ｂ ｓ ｔ ｓ ｙ ｔｍ ｉａ ａｇ ｒｔ ｍ ｆａ ｔｖ ｏ ｒｏ ｔｍｉａ ｉ ｓ ｕ ｅ ｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｄ １ ｉ ｌｔ ｆＩ ｏ － ｕ ｅ ｔｓ ｓ ｅ ｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｌｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｌ ｓ ｅ Ｓ ｓ ｐ ｒ ｒｔ ｈ ｎ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｒ ｎ ｍｉ ｓ ｎ ｌ ｓ ｅ ｌ ｗｓ ｔ ａ ．ｔ ｅ ｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｃ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｓ ｓｉ ｕ ｅ ｉ ｏ ｔ ｅ ｉ ｃ ｅ ｎ ａ ａ ｓ ｓ ｉ ｏ ｓ ｓ ｌ ｏ ｔ ｏ
ｗｉｈＪ ｃ ｂａ ｔｉ ｔ ｏ ｔ ａ ｏ ｉｎｍａｒｘｍｅｈ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅｗｈ ｌ ｇ ｎ ｒｔｏ ｏ ｔ ｎ ｈ ｍｉｓｏ ｓｏ ｏ ｌｔｎ ｓｈ ｖ ｅ ｎｒｄ ｃ ｄ ｎ ｈ ｏｅ ｅ ｅａｉｎｃ ｓｓａ ｄ ｔｅｅ ｓ ｉｎ ｆｐ ｌ ａ ｔ ａ ｅｂ ｅ ｅ ｕ ｅ ｕ
．
发 电环 境成 本估 算方法 。 文献 ［ ］从 协 调 运行 的角 ４
度 讨论 了互 联 区域 的发 电调度策 略 ， 发 电成本 最 将 小 和 污染气 体排 放最 小 同时作 为 目标 函数 。 出一 提 种 新 的分 区设 置多 目标权 系数 的方 案 ， 照 电网分 按 区 的原则 ， 对各 分 区进 行 了分 布式 并 行 优 化 。 献 文