市场环境下电力系统优化调度方法研究

市场环境下电力系统优化调度方法研究

摘要：本文基于笔者多年从事电力调度的相关工作经验，以市场环境下电网安全经济优化调度为研究对象，论文首先分析了当前电网安全经济调度中存在的相关问题，进而探讨了电力市场环境下电网安全经济调度的思路和优化调度理念，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：电力市场电网安全经济调度

引言

电力系统的安全和经济运行对国民经济的发展有着十分重大的意义，电力工程技术人员以及学者一直都对电力系统安全经济调度问题特别重视。随着市场化的改革不断推广，电力安全经济调度有着诸多新课题：第一，因为电源构成和分布的结构性问题特别突出，为完成全国电力资源的优化配置，以双边交易的方式为主的区域电网之间的电力电量互供逐渐增多，调度必须适应这个需求；第二，系统为了获得最大化的经济利益发成了输电网安全性和电力自由传送之间的矛盾，也就是在一定的输电网络下，假如太过强调电力的自由传送，有可能导致系统崩溃；相反，如果对输电网络的安全性的要求太高，就会因此失去市场。由于在市场环境中，操作员觉得系统预想的事故不一定会发生，经常会为了追求经济效益而在运行的时候降低输电网络系统的安全裕度，所以，要求对安全经济调度更加的严格，必须同

时考虑模型中区域间联络线和每个区域里各个条线路的传输限制。

1. 电网安全经济调度相关问题

从上世纪30 年代，世界各国开始对发电厂的系统的安全经济调度、经济负荷分配等问题进行了比较深入的研究并逐渐把各种优化调度的计算方法用到现实的电力系统中去。传统的电力系统的经济调度，解决了系统中参与运行的机组在已经确定的情况下，怎么把负荷优化，然后传输给各个发电机组，来达到整个系统的发电成本或燃料消耗量最小的目的。随着研究的深入，电力系统经济调度包括的工作越来越广泛，主要有：

1.1 电力负荷预测

负荷预测的准确度将直接影响经济调度的效益，可以用降低备用容量、减少临时的出力调整且避免计划外开停机的方法来提高负荷预测准确度。

1.2 机组组合

一般由水电厂承担电力系统的负荷曲线变化部分，但是如果水电厂的调节能力受到限制，必须及时开停火电机组来适应负荷的变化，机组组合问题就是由此而来的。机组组合又叫开停机计划，它的目标是在指定的周期内，达到系统负荷、机组开停机时间最小、安全备用

容量等限制，考虑机组的启停费用以及发电费用特性，制定机组开停机计划，让周期内发电的总费用最低。

1.3 水、火电经济协调

水库越大水电厂的调节能力就越强，从水电厂自身经济性看应尽量保持高水位运行，利用自然水发出更多电能，但是从系统角度看则希望用水电厂的调峰能力，就需要充分的研究水火电经济的协调问题。

1.4 考虑电网损失的经济调度

要对网络的结构和潮流的分布情况有足够的了解才能进行电网损失的计算，通常可以把网络传输损耗看作是一部分用户负荷，由发电厂担负计算成本时。

2. 适应市场环境的安全经济调度问题

以往的发电计划目标函数只限于全网的总发电成本或者费用最低，其约束条件只有系统约束和机组约束；然而在电力市场的条件下，约束条件、目标函数等都产生了变化。第一，电力市场交易的目标函数越来越多样化，除全网总发电能或费用最低之外，还能是用户总电费最小、交易中心的购电费用最小、社会的总利润最大等，体现了参与买电和卖电的各方经济利益的最大化。第二，更强的约束条件要求，除了系统约束和机组约束之外，双边合同、期货合同、电量合同等多

种贸易形式也变成了约束条件。在电力市场环境下，各个发电商的报价是制定交易计划的基础。随着市场的发展，市场参与者也需要对各种辅助服务进行报价。

3. 电力市场环境下的电网安全经济调度思路

电力市场环境下提高安全经济调度的应对方法，第一要建立电网电压/ 无功优化控制系统，主要是调整现有投切无功设备和有载调压变压器的抽头位置来对相关有载调压变压器电容器和分接头、发电机、电抗器等协调控制，根据实际运行情况获得全网网损最小的效果。还根据无功平衡的分散性和局域性，实现电压无功优化控制系统对地区电网的分区分层控制。第二要加强地区电网管理体制创新及专业化改革，主要有完善地区电网建设；加强无功管理，注意降低损耗；做好负荷预测，其准确度会直接影响到公司的经济调度效益，能够降低备用容量、减少临时调整。在电力市场环境下更多的是采用网间电厂联合经济调度它有以下几个特点：

（1）发供电系统应当具备发电储备容量，来应付发电机组的检修和大修以及一些紧急需要(如事故停机)。它能更合理地安排各个联合运行的火电厂间的负荷分配，使发电成本高的电厂在较低负荷率下运行，而发电成本小的电厂则在较高负荷率下运行，也就是只是满足峰值负荷，这样就可以降低发电的成本。

（2）系统中可以应用额定功率较大的发电机组，额定功率愈高

的发电设备，每千瓦的投资成本反而越低，其单位电能产生的运行成本也就会降低。

（3）通过联网运行就可以降低系统中安装的发电设备的总容量，即不需要满足每个地区的电厂的容量都是该地区的最大负荷要求，因为可以在需要的时候通过电厂联网实现不同地区之的相互支援，这就大大降低了投资的成本还大大提高了供电的稳定性。当一个电厂因为一些原因不能按照要求发出功率时，还可以由一个供电系统的其他电厂供电，避免了出现事故的可能。

（4）通过联网运行，可以比较容易的安排发电系统中一些发电机组的计划检修。通过水电厂和火电厂联合供电，可以实现比较经济的运行。丰水期时，便可以把水电厂作为基荷电厂，把火电厂作为峰荷电厂；而在水电厂处在枯水期时，就反过来运行，这样就能达到系统的经济运行。

4 电力市场环境下电网决策新理念

电力市场交易决策主要是用来解决唯一电力市场交易的机制。目前一般把电力市场分为能量市场和辅助市场，辅助市场又分成若干类。这样做，似乎对电力这一特有的行业有其合理性，但在操作上必然带来一系列问题。与目前一般意义下的电力市场相区别，本文所指的唯一电力市场，具有如下特点：

4.1 等效电力商品