建立安全與經(jīng)濟的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度協(xié)調(diào)機制

馮曉珂

建立兼顧安全與經(jīng)濟的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度協(xié)調(diào)理論，并在此基礎(chǔ)上實行電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)、時間控制、空間控制、對象、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的控制辦法、優(yōu)化目標(biāo)、“三公”調(diào)度等方面的協(xié)調(diào)機制、模型。該模型是在空間、時間尺度上提出的一種自下而上決策方式，并有效綜合了各個區(qū)域范圍內(nèi)調(diào)度計劃，使資源能夠優(yōu)化配置，在電力系統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，在市場機制基礎(chǔ)上實行節(jié)能發(fā)電的模式。

一、優(yōu)化調(diào)度協(xié)調(diào)理論框架建立需要考慮的問題

1.調(diào)度空間尺寸方面。就調(diào)度空間尺寸方面來看，各級調(diào)度需要積極與上一級聯(lián)絡(luò)線以及下一級聯(lián)絡(luò)線的年、月、日等實行平衡優(yōu)化調(diào)度，簡單來說就是跨區(qū)域、省份、年度等方面，使其能夠?qū)崿F(xiàn)平衡優(yōu)化調(diào)度交易計劃之間協(xié)調(diào)。

2.調(diào)度時間尺寸方面。就調(diào)度時間尺寸來說，一定要考慮年、月、周、日、滾動、平衡優(yōu)化之間的調(diào)度，對其偏差以及電網(wǎng)阻塞在線矯正等方面控制進(jìn)行協(xié)調(diào)。

3.電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)方面協(xié)調(diào)。電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度必須要考慮與電力生產(chǎn)之間發(fā)電、輸電、配電、銷售等方面的協(xié)調(diào)，并且要考慮電力市場競爭方面協(xié)調(diào)，實現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的協(xié)調(diào)。

4.兼顧安全與經(jīng)濟的優(yōu)化目標(biāo)方面的協(xié)調(diào)。電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)一般情況下包括經(jīng)濟型、安全型目標(biāo)。并在這兩者兼顧情況下進(jìn)行協(xié)調(diào)，研究怎么樣才能夠協(xié)調(diào)安全、經(jīng)濟兩個方面的目標(biāo)，實現(xiàn)使經(jīng)濟效益能夠最大化。

5.須實現(xiàn)電力優(yōu)化調(diào)度和電網(wǎng)安全控制方面的協(xié)調(diào)以及有功、無功控制對象方面進(jìn)行協(xié)調(diào)。電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方面必須要使有功、無功兩者進(jìn)行協(xié)調(diào)，這兩者之間的控制問題是值得研究的，以便能夠滿足安全運行的條件，最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

二、協(xié)調(diào)調(diào)度空間尺度

1.基本原則。一般情況下，資源優(yōu)化配置范圍越大其獲取的經(jīng)濟效益越大，并且這也是決定跨區(qū)調(diào)度的交易完成的首要條件。為了能夠有效實現(xiàn)能源在全國范圍內(nèi)優(yōu)化配置，各省級、區(qū)級范圍的電力供求關(guān)系能夠傳至國調(diào)，使國家、區(qū)域調(diào)度交易能夠納入到省級電力范圍之中，應(yīng)該首先制定、執(zhí)行相應(yīng)的管理原則，有效保障電力資源的優(yōu)化配置?？梢园凑辗旨壒芾碓瓌t，對電網(wǎng)進(jìn)行安全矯正，國調(diào)對管轄范圍內(nèi)電網(wǎng)安全調(diào)度，區(qū)域調(diào)度負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)電網(wǎng)跨省矯正，有效實現(xiàn)三級調(diào)度系統(tǒng)的分局管理模式。并依照公平、公正原則向各級調(diào)度中心傳遞消息。

當(dāng)調(diào)度系統(tǒng)在執(zhí)行計劃的時候假使出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象，應(yīng)該將資源最優(yōu)配置作為發(fā)展原則，保障上一級調(diào)度系統(tǒng)能夠有效完成合同交易。假如省市間輸電線出現(xiàn)阻塞情況的時候，為了保障國家、區(qū)域調(diào)度計劃的完成，應(yīng)將省級調(diào)度交易的量減少。就同類型合同來說，應(yīng)該按照價格原則，選擇價低的一方。省級調(diào)度應(yīng)該首先考慮國家、區(qū)域調(diào)度技術(shù)的完成。

2.協(xié)調(diào)調(diào)度模型以及方式。就空間尺度上來說，因為電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度涉及的方面較廣，在進(jìn)行優(yōu)化的時候一定要使用分層協(xié)調(diào)的方式進(jìn)行。所以，就跨區(qū)、跨省以及省內(nèi)電網(wǎng)調(diào)度交易計劃的設(shè)計來說，為了能夠有效提升運行效率，應(yīng)該采用“自上而下預(yù)安排及申報、自上而下決策、整體優(yōu)化”等多方面的思路進(jìn)行。省調(diào)是將省內(nèi)電力點亮數(shù)據(jù)曲線有效傳遞到區(qū)域調(diào)度之內(nèi)，并將其傳遞給國調(diào)。并且，國調(diào)制定的跨區(qū)域計劃應(yīng)該將其作為交易計劃的邊界條件。省內(nèi)調(diào)度交易計劃與省外調(diào)度交易計劃制定詳見下圖。

就一些中長期以及提前數(shù)小時的交易，應(yīng)該具有足夠時間依照“自下而上預(yù)決策以及申報”原則進(jìn)行的，并順利完成三級調(diào)度交易計劃協(xié)調(diào)。

當(dāng)然，省級調(diào)度也可以在考慮省與省質(zhì)檢的區(qū)域輸電容量、跨區(qū)域輸電價格等因素基礎(chǔ)上，向國調(diào)申請購電報價曲線以及售電報價曲線，有國調(diào)、區(qū)域質(zhì)檢協(xié)調(diào)進(jìn)行?！白韵露项A(yù)決策以及申報、自下而上的決策、整體優(yōu)化”等具體操作環(huán)節(jié)中，應(yīng)當(dāng)考慮各級調(diào)度計劃之間在同一時間的協(xié)調(diào)作用，當(dāng)前時間與上一級時間的之間調(diào)度計劃，以及當(dāng)前時間與下一級時間的各級調(diào)度計劃的優(yōu)化協(xié)調(diào)。

三、兼顧安全與經(jīng)濟的優(yōu)化目標(biāo)協(xié)調(diào)

就安全與經(jīng)濟優(yōu)化目標(biāo)來說，研究怎么樣才能夠在安全與經(jīng)濟目標(biāo)上面實現(xiàn)優(yōu)化統(tǒng)籌，使其能夠在安全允許的條件下實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。現(xiàn)代電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的最后目標(biāo)以及約束條件之間存在一定聯(lián)系關(guān)系，這種關(guān)系具有兩個方面的含義：首先，其約束以及目標(biāo)能夠使用某種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這種性質(zhì)上實現(xiàn)線性規(guī)劃能夠得到充分證明，在非線性規(guī)劃中局部也能夠成立，因為非線性模型在局部能夠?qū)崿F(xiàn)線性化；其次，安全約束方面的條件越嚴(yán)格，經(jīng)濟化目標(biāo)方面的優(yōu)化就會越差，為了能夠更近一步實現(xiàn)優(yōu)化結(jié)果，保障電網(wǎng)的安全運行，應(yīng)該盡量放寬約束地方條件。所以，在優(yōu)化調(diào)度中存在安全以及經(jīng)濟兩個方面不同側(cè)重方向，想要進(jìn)一步實現(xiàn)電網(wǎng)安全方面的問題，就一定要在電網(wǎng)安全運行基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。

四、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施的協(xié)調(diào)

就空間尺度、時間尺度上一級實施平衡優(yōu)化調(diào)度、電網(wǎng)阻塞校正等方面因素來說，都一定要事先進(jìn)行安全核實，并且在進(jìn)行安全核實的時候應(yīng)該制定安全穩(wěn)定的控制措施，并與之相協(xié)調(diào)，盡量提升電網(wǎng)輸送能力，實現(xiàn)電力優(yōu)化調(diào)度的控制。

電力系統(tǒng)安全運行指的是以電網(wǎng)各斷面穩(wěn)定送極限進(jìn)行表示的。通常情況下，電網(wǎng)各斷面的穩(wěn)定輸送極限是由離線程序進(jìn)行計算的。這種極限穩(wěn)定一般是由電力系統(tǒng)中可能會出現(xiàn)的較為嚴(yán)重事故方式進(jìn)行計算的，一般情況下，較為保守，繼而限制了電力系統(tǒng)輸送能力。動態(tài)安全評估分析是在考慮運行的電力系統(tǒng)穩(wěn)定極限中進(jìn)行的，就當(dāng)前運行方式來講，針對故障進(jìn)行系統(tǒng)動態(tài)評估，就能夠得出當(dāng)前運行方式下電網(wǎng)各斷面穩(wěn)定極限，并以此要求來制定相應(yīng)的調(diào)度計劃，繼而實現(xiàn)預(yù)防性控制，有效提升電力系統(tǒng)輸送能力。

五、與“三公”調(diào)度的協(xié)調(diào)

“三公”調(diào)度說的是電力調(diào)度機構(gòu)按照國家法律、法規(guī)，在滿足電力系統(tǒng)安全運行條件的前提下，對各個發(fā)電企業(yè)按照“三公”的原則進(jìn)行調(diào)度，然后披露信息。事實上，“三公”調(diào)度是電網(wǎng)安全與各方經(jīng)濟利益相協(xié)調(diào)的復(fù)雜工程，一定要先適應(yīng)法律法規(guī)進(jìn)行工作，電力調(diào)度交易機構(gòu)一定要以政府下達(dá)各個電廠年度發(fā)電計劃為依據(jù)，堅持按照相應(yīng)比例完成政府下達(dá)的命令。當(dāng)電力系統(tǒng)制定的分配計劃不能夠滿足相應(yīng)需求的時候，就一定要按照電網(wǎng)約束條件進(jìn)行調(diào)整計劃然后對其實施控制，使整個區(qū)域內(nèi)的機組能夠按照原定計劃完成相應(yīng)的工作，保障電力系統(tǒng)的安全運行，在遵循“三公”調(diào)度原則下，實現(xiàn)電力優(yōu)化調(diào)度。

現(xiàn)階段，我國電力市場仍舊處于建設(shè)完善之中，電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度控制處于起步階段，相關(guān)的理論概念仍舊需要進(jìn)一步發(fā)展，因此，不斷優(yōu)化調(diào)度協(xié)調(diào)控制體系還需要各個方面共同努力，隨著電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度協(xié)調(diào)理論的進(jìn)一步發(fā)展，電力企業(yè)智能化水平將會不斷提升，使其能夠在市場環(huán)境下實現(xiàn)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的運行。

（作者單位：陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司漢中供電分公司）