考慮調(diào)峰資源互濟(jì)的區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法

方必武，肖亮，孫成，陳亦平，薛艷軍，張德亮

（1.南方電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心，廣東 廣州 510623；2.北京清大科越股份有限公司，北京 100084）

近年來，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展迅速，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)?？茖W(xué)優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式，充分利用調(diào)峰資源，在提升清潔能源消納能力的同時(shí)降低系統(tǒng)調(diào)峰成本，成為電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

文獻(xiàn)[1]研究了燃煤機(jī)組深度調(diào)峰過程，構(gòu)建了燃煤機(jī)組深調(diào)運(yùn)行費(fèi)用模型，并據(jù)此提出了考慮新能源隨機(jī)特性的電網(wǎng)深度調(diào)峰優(yōu)化方法。文獻(xiàn)[2]分析了燃煤機(jī)組深度調(diào)峰對(duì)其電量計(jì)劃執(zhí)行的影響，提出了調(diào)峰服務(wù)與電量協(xié)調(diào)的安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法。文獻(xiàn)[3]提出了調(diào)峰權(quán)集中交易模式，通過調(diào)整燃煤電廠間的調(diào)峰輔助服務(wù)承擔(dān)量，優(yōu)先調(diào)用調(diào)峰能力強(qiáng)、成本低的燃煤機(jī)組，提升系統(tǒng)調(diào)峰期間運(yùn)行效益。文獻(xiàn)[4-5]研究了不同調(diào)峰深度下影響燃煤機(jī)組運(yùn)行效益的主要因素，構(gòu)建了考慮多段式燃煤機(jī)組調(diào)峰成本評(píng)價(jià)模型，并提出了電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法。文獻(xiàn)[6]研究了區(qū)域電網(wǎng)跨省調(diào)峰互濟(jì)的可行性，并提出了省間調(diào)峰交易市場運(yùn)行機(jī)制。文獻(xiàn)[7]研究了省級(jí)電網(wǎng)調(diào)峰需求評(píng)估模型，以區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各省調(diào)峰壓力盡可能均衡為優(yōu)化目標(biāo)，提出了區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法。

可以看出，當(dāng)前考慮系統(tǒng)調(diào)峰的電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法往往以省級(jí)電網(wǎng)為研究對(duì)象，對(duì)區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)調(diào)峰資源優(yōu)化調(diào)度研究相對(duì)較少。實(shí)際上由于各省電網(wǎng)運(yùn)行特性差異，區(qū)域電網(wǎng)范圍的調(diào)峰資源優(yōu)化調(diào)度更具潛力[8]。

為此，本文將介紹不同類型電源調(diào)峰特性，重點(diǎn)研究燃煤機(jī)組不同調(diào)峰深度下的經(jīng)濟(jì)性差異。在此基礎(chǔ)上，考慮各區(qū)域調(diào)峰資源差異，構(gòu)建了以區(qū)域預(yù)期調(diào)峰成本最低為目標(biāo)的區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法。最后，基于三區(qū)域電網(wǎng)模型構(gòu)造算例，驗(yàn)證了所提出方法的有效性。

1 電源調(diào)峰能力及系統(tǒng)調(diào)峰資源分析

1.1 電源調(diào)峰能力分析

電源調(diào)峰能力是指在滿足清潔能源消納等運(yùn)行要求的前提下，為滿足電力平衡要求，各類型電源按照調(diào)度指令要求調(diào)減出力的能力。考慮不同類型電源運(yùn)行特性，特別是電源調(diào)峰期間經(jīng)濟(jì)性差異，現(xiàn)行運(yùn)行規(guī)程將電源調(diào)峰劃分為基本調(diào)峰及有償調(diào)峰兩類。

基本調(diào)峰是各類型電源所必須履行的調(diào)峰責(zé)任，電源提供基本調(diào)峰成本相對(duì)較低。如表1所示，根據(jù)性能差異，燃煤機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組等主要電源可分為不停機(jī)、可停機(jī)和不調(diào)節(jié)三類。燃煤機(jī)組為典型的不停機(jī)調(diào)峰電源，由于其啟停成本較高且出力調(diào)減能力有限，基本調(diào)峰能力為其最小技術(shù)出力，一般為最大技術(shù)出力50%。燃?xì)鈾C(jī)組、梯級(jí)水電均可停機(jī)調(diào)峰，但梯級(jí)水電停機(jī)必須滿足清潔能源消納所需要的水位控制要求，保證無棄水風(fēng)險(xiǎn)。小水電、風(fēng)電、光伏等電源出力由降水、來風(fēng)、日照等氣象因素決定，無調(diào)峰能力。

表1 主要類型電源基本調(diào)峰能力Tab.1 Main types of power supply basic peak regulation capacity

根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，燃煤機(jī)組還可繼續(xù)調(diào)減出力，提供有償調(diào)峰服務(wù)。當(dāng)前我國大部分燃煤機(jī)組僅具備深度調(diào)峰能力，文獻(xiàn)[6]研究了燃煤機(jī)組深度調(diào)峰能力影響因素，將深度調(diào)峰劃分為不投油和投油兩個(gè)階段。圖1為燃煤機(jī)組調(diào)峰過程。

圖1 燃煤機(jī)組調(diào)峰過程Fig.1 Peak-adjusting process of coal-fired units

如圖1所示，基本調(diào)峰階段燃煤機(jī)組調(diào)峰成本主要受煤耗率增大影響；不投油調(diào)峰階段燃煤機(jī)組調(diào)峰成本還需要進(jìn)一步考慮設(shè)備勞損；轉(zhuǎn)入投油調(diào)峰階段后，除上述兩方面因素外還需要考慮投油、等離子點(diǎn)火等穩(wěn)燃措施影響，因此燃煤機(jī)組深調(diào)成本可用三段式函數(shù)表示如下[9-10]：

式中：wc(P)為燃煤機(jī)組運(yùn)行成本函數(shù)；P為該機(jī)組發(fā)電功率；wc,coal(P)，wc,equ(P)，wc,oil(P)分別為燃煤機(jī)組不同發(fā)電功率下的煤耗成本、設(shè)備損耗成本和投油穩(wěn)燃成本；為燃煤機(jī)組最大技術(shù)出力；為基本調(diào)峰對(duì)應(yīng)的發(fā)電出力；為不投油深調(diào)所能達(dá)到的最小發(fā)電出力；為投油深調(diào)所能達(dá)到的最小發(fā)電出力。

文獻(xiàn)[4]研究了煤耗成本、設(shè)備損耗成本和投油穩(wěn)燃成本模型，結(jié)果表明隨著調(diào)峰深度增加，燃煤機(jī)組調(diào)峰成本將顯著增大。實(shí)際分析中，可參照文獻(xiàn)[4-5]研究結(jié)果，對(duì)燃煤機(jī)組煤耗成本、設(shè)備損耗成本、投油穩(wěn)燃成本建模量化分析。

此外，部分燃煤機(jī)組能夠提供啟停調(diào)峰，即在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)與電網(wǎng)解列，停止對(duì)外發(fā)電?？紤]到當(dāng)前具備該性能的燃煤機(jī)組還相對(duì)較少，本文中暫不考慮該類機(jī)組影響。

1.2 系統(tǒng)調(diào)峰資源分析

調(diào)峰能力僅能量化系統(tǒng)中各類型電源調(diào)峰能力的數(shù)值，但是并不能揭示系統(tǒng)調(diào)峰過程中經(jīng)濟(jì)性上的差異。為此，本文將引入調(diào)峰資源概念，與調(diào)峰能力相比，主要差別是根據(jù)燃煤機(jī)組不同調(diào)峰深度下成本的顯著差異，以多個(gè)調(diào)峰能力指標(biāo)反映不同調(diào)峰水平下系統(tǒng)調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性的差別，從而為區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度提供參考。

參考文獻(xiàn)[6]所提出的燃煤機(jī)組調(diào)峰成本模型，本文將以基本調(diào)峰能力、不投油調(diào)峰能力、投油調(diào)峰能力三個(gè)指標(biāo)來量化系統(tǒng)調(diào)峰資源，可表示為

式中：PBPA，PUOPA，POPA分別為系統(tǒng)基本調(diào)峰能力、不投油調(diào)峰能力、投油調(diào)峰能力；NC為系統(tǒng)中燃煤機(jī)組臺(tái)數(shù)；PEL,max為考慮外送及風(fēng)電、光伏等不調(diào)節(jié)類型電源發(fā)電影響后的系統(tǒng)最大等效負(fù)荷；分別為某省級(jí)電網(wǎng)時(shí)刻統(tǒng)調(diào)負(fù)荷及等效負(fù)荷；分別為該時(shí)刻省間外送電計(jì)劃及清潔能源發(fā)電出力；為取時(shí)間序列最大值的函數(shù)。

以上三項(xiàng)指標(biāo)能夠用于量化省級(jí)電網(wǎng)不同運(yùn)行經(jīng)濟(jì)水平下的調(diào)峰能力。在區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題中，為保證區(qū)域內(nèi)調(diào)峰資源的科學(xué)利用，各省級(jí)電網(wǎng)調(diào)峰需求應(yīng)處于相同的調(diào)峰能力區(qū)間范圍內(nèi)。

2 基于兩層架構(gòu)的區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度

2.1 實(shí)施框架

在區(qū)域電網(wǎng)中，由于各省區(qū)電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性等方面的差異，調(diào)峰需求及調(diào)峰能力分布并不均衡，為區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)調(diào)峰資源互濟(jì)提供了基礎(chǔ)條件。然而，區(qū)域電網(wǎng)規(guī)模龐大，若采用統(tǒng)一建模集中優(yōu)化的方式，其優(yōu)化模型的規(guī)模將過于龐大，求解效率難以滿足實(shí)際需求。

為此，本文將提出一種基于兩層架構(gòu)的區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化方法，其核心思路是將區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題拆分為省間送受電計(jì)劃優(yōu)化與省內(nèi)優(yōu)化調(diào)度兩個(gè)問題，利用區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰資源均衡調(diào)用的特征，通過上述兩個(gè)問題迭代，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題的高效求解。兩層架構(gòu)中，上層架構(gòu)為省間送受電優(yōu)化，通過調(diào)整外送受電計(jì)劃曲線實(shí)現(xiàn)省間調(diào)峰資源互濟(jì)；下層架構(gòu)為省內(nèi)優(yōu)化調(diào)度。通過以上兩個(gè)階段的迭代，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度和調(diào)峰資源互濟(jì)。優(yōu)化調(diào)度流程如圖2所示。

圖2 優(yōu)化調(diào)度流程Fig.2 Optimized scheduling process

2.2 省間送受電計(jì)劃優(yōu)化

省間送受電計(jì)劃的目的是根據(jù)各省級(jí)電網(wǎng)調(diào)峰資源分布差異，優(yōu)化調(diào)整其送受電計(jì)劃，盡可能使各省級(jí)電網(wǎng)調(diào)峰需求處于相同調(diào)峰能力區(qū)間范圍，使整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰資源調(diào)用最均衡，經(jīng)濟(jì)性最佳[11-12]。

然而由式（2）～式（5）可知，調(diào)峰資源所涉及的三項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)準(zhǔn)確計(jì)算的前提是獲得明確的外送受電計(jì)劃及水電、風(fēng)電、光伏等非燃煤機(jī)組發(fā)電計(jì)劃。為此，首輪迭代中，可參考相似日人工給定其初始值，并在迭代中不斷更新。根據(jù)上述給定的送受電計(jì)劃及發(fā)電計(jì)劃，參照式（2）～式（4）即可計(jì)算得到各省區(qū)調(diào)峰資源分布情況。在此基礎(chǔ)上，以區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰資源調(diào)用量盡可能小且分布盡可能均衡為優(yōu)化目標(biāo)，考慮運(yùn)行日省間送受電量、送受電功率等約束條件，即可構(gòu)建省間優(yōu)化調(diào)度模型。該模型可表示為

式中：aa為調(diào)峰狀態(tài)變量；Var(aa)為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)不同省區(qū)調(diào)峰狀態(tài)變量方差；為時(shí)刻t省級(jí)電網(wǎng)p的送電功率；ΔT，NT分別為優(yōu)化模型時(shí)段間隔及時(shí)段數(shù)；為當(dāng)天省級(jí)電網(wǎng)p的計(jì)劃送電量；分別為送電計(jì)劃調(diào)峰率上、下限值；分別為送電功率上、下限值；PAp為根據(jù)送電功率計(jì)劃該省區(qū)的調(diào)峰需求；分別為該省區(qū)所有燃煤機(jī)組所能提供的基本調(diào)峰能力、不投油調(diào)峰能力和投油調(diào)峰能力。

式（6）所示的優(yōu)化目標(biāo)包括兩部分：第一部分要求區(qū)域電網(wǎng)整體調(diào)峰資源調(diào)用盡可能小，對(duì)應(yīng)區(qū)域電網(wǎng)各省區(qū)調(diào)峰狀態(tài)變量之和最小；第二部分要求區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰盡可能均衡，對(duì)應(yīng)區(qū)域電網(wǎng)各省區(qū)調(diào)峰狀態(tài)變量方差最小。α1，α2分別為上述兩方面優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。式（7）所示的約束條件依次為送受電量約束、送受電計(jì)劃調(diào)峰率約束、送受電功率限值約束即各省區(qū)調(diào)峰狀態(tài)變量約束。該模型本質(zhì)上為混合整數(shù)規(guī)劃問題，當(dāng)省級(jí)電網(wǎng)數(shù)量增加時(shí)，所包含的混合整數(shù)優(yōu)化變量也將大幅增加，利用分支定界法可直接對(duì)其高效求解[13-14]。

2.3 省內(nèi)優(yōu)化調(diào)度

省內(nèi)優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)根據(jù)省間送電計(jì)劃優(yōu)化編制結(jié)果，進(jìn)一步細(xì)致編制各省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃。省內(nèi)優(yōu)化調(diào)度以該區(qū)域電網(wǎng)燃煤機(jī)組運(yùn)行成本最低為目標(biāo)，考慮電力電量平衡、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和機(jī)組運(yùn)行特性等相關(guān)約束條件，該模型表示為[15-17]

式中：wc,t(P)為燃煤機(jī)組c時(shí)段t的運(yùn)行成本；PNCt為時(shí)刻t該區(qū)域電網(wǎng)因調(diào)峰能力不足所產(chǎn)生的棄風(fēng)、棄光等清潔能源損失功率；為燃煤機(jī)組c時(shí)段t的發(fā)電計(jì)劃；分別為燃煤機(jī)組c爬坡能力上、下限；分別為燃煤機(jī)組最大技術(shù)出力和投油調(diào)峰所能達(dá)到最小發(fā)電出力；分別為運(yùn)行斷面l的潮流上、下限；為該斷面時(shí)段的基態(tài)潮流；GSDFl,c為燃煤機(jī)組與該運(yùn)行斷面的潮流轉(zhuǎn)移分布因子；分別為燃煤電廠運(yùn)行成本優(yōu)化項(xiàng)和清潔能源損失電量優(yōu)化項(xiàng)；α3，α4為對(duì)應(yīng)權(quán)重系數(shù)。

優(yōu)化求解上述模型，可以得到各區(qū)域電網(wǎng)燃煤機(jī)組運(yùn)行成本最小為目標(biāo)的調(diào)度計(jì)劃。

2.4 判定分析

本文所提出優(yōu)化方法的目標(biāo)在于合理調(diào)用區(qū)域電網(wǎng)各子區(qū)域的調(diào)峰資源，降低區(qū)域電網(wǎng)整體運(yùn)行，為此以迭代前后區(qū)域電網(wǎng)整體運(yùn)行成本為參考指標(biāo)，判定上述優(yōu)化過程是否滿足收斂條件，可表示為

式中：NP為區(qū)域電網(wǎng)中省級(jí)電網(wǎng)數(shù)量；分別為迭代前、后省級(jí)電網(wǎng)p的運(yùn)行成本；ε為允許偏差限值。

各省級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行成本即為省內(nèi)優(yōu)化調(diào)度所得到的最優(yōu)解。

3 算例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為驗(yàn)證所提出算法的有效性，在IEEE RTS-96三區(qū)域節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)造算例。該算例系統(tǒng)共有節(jié)點(diǎn)73個(gè)，劃分為對(duì)稱的三個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)。各區(qū)域電網(wǎng)間通過直流聯(lián)絡(luò)線連接。

如圖3所示，該區(qū)域電網(wǎng)最大負(fù)荷6 317萬kW，最小負(fù)荷3 048萬kW。三個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)中，區(qū)域1與區(qū)域2負(fù)荷相對(duì)較低，且兩者相比，區(qū)域1峰谷差率較低，負(fù)荷更為平穩(wěn)。

圖3 區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷Fig.3 Regional grid load

如表2所示，算例系統(tǒng)火電裝機(jī)共7 930萬kW，其中區(qū)域1與區(qū)域2裝機(jī)均為2 910萬kW，區(qū)域3裝機(jī)2 110萬kW。三個(gè)區(qū)域電網(wǎng)基本調(diào)峰能力對(duì)應(yīng)負(fù)荷率均為最大技術(shù)出力50%，在此基礎(chǔ)上為盡可能使三個(gè)區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰能力差異性更加顯著，設(shè)定區(qū)域1燃煤機(jī)組調(diào)峰能力最強(qiáng)，其燃煤機(jī)組不投油調(diào)峰最小負(fù)荷對(duì)應(yīng)負(fù)荷率40%，投油調(diào)峰最小負(fù)荷對(duì)應(yīng)負(fù)荷率35%；區(qū)域2燃煤機(jī)組不投油調(diào)峰最小負(fù)荷對(duì)應(yīng)負(fù)荷率45%，投油調(diào)峰最小負(fù)荷對(duì)應(yīng)負(fù)荷率40%；區(qū)域3則分別對(duì)應(yīng)43%和38%。各區(qū)間火電機(jī)組運(yùn)行成本參考文獻(xiàn)[5]算例參數(shù)。

表2 發(fā)電機(jī)組基本信息Tab.2 Basic information of generation unit

算例共有風(fēng)電裝機(jī)390萬kW，每個(gè)區(qū)域電網(wǎng)各130萬kW。如圖4所示，三個(gè)區(qū)域相比，區(qū)域1風(fēng)電呈一定順調(diào)峰特性，有利于該區(qū)域調(diào)峰改善；區(qū)域2則呈明顯逆調(diào)峰特性，加劇了該區(qū)域調(diào)峰壓力；區(qū)域3峰谷時(shí)段風(fēng)電較為平穩(wěn)。

圖4 區(qū)域電網(wǎng)風(fēng)功率預(yù)測Fig.4 Wind power prediction of regional power grid

3.2 優(yōu)化結(jié)果

算例中區(qū)域1和區(qū)域2設(shè)定為送出區(qū)域，區(qū)域3設(shè)定為受入?yún)^(qū)域，規(guī)定區(qū)域1和區(qū)域2該運(yùn)行日計(jì)劃送電量為6 500萬kW·h。參照本文所提出的兩層架構(gòu)優(yōu)化方法，由于無歷史相似運(yùn)行日作為參考，初始時(shí)刻設(shè)定區(qū)域1與區(qū)域2按照平均模式，送電計(jì)劃全天維持270萬kW。如圖5所示，經(jīng)過5輪迭代后即滿足收斂條件，輸出優(yōu)化結(jié)果，表明該算法具有較高的收斂速度。

圖5 迭代過程Fig.5 Iteration process

送電計(jì)劃曲線如圖6所示，區(qū)域1和區(qū)域2送電計(jì)劃呈現(xiàn)較大的差異，區(qū)域1送電計(jì)劃在夜間低谷時(shí)段基本維持其最小送電要求的100萬kW，而在高峰時(shí)段則逐步增至其最大送電能力，送電計(jì)劃正調(diào)峰特征顯著；區(qū)域2送電計(jì)劃夜間低谷時(shí)段則處于較高送電功率水平，而受限于全天計(jì)劃電量限制，高峰時(shí)段則處于最小送電要求水平。

圖6 送電計(jì)劃曲線Fig.6 Transmission schedule curves

區(qū)域1和區(qū)域2送電計(jì)劃之所以產(chǎn)生如此顯著的差異，根本原因在于各區(qū)域間調(diào)峰能力和調(diào)峰需求間的差異。區(qū)域1負(fù)荷峰谷差較小，且新能源發(fā)電功率為正調(diào)峰類型，在三個(gè)區(qū)域中調(diào)峰需求最小，而其燃煤機(jī)組調(diào)峰能力最強(qiáng)；區(qū)域2峰谷差相對(duì)較大，新能源逆調(diào)峰曲線進(jìn)一步增大了其他調(diào)峰需求，而其調(diào)峰能力在三個(gè)區(qū)域中最低。為充分調(diào)用三個(gè)區(qū)域調(diào)峰資源，提升區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行效益，優(yōu)化算法在低谷時(shí)段優(yōu)先安排區(qū)域2送電，而將區(qū)域1送電安排在負(fù)荷高峰時(shí)段。

區(qū)域調(diào)峰資源調(diào)用情況如圖7所示，優(yōu)化結(jié)果顯示，三個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰均發(fā)生于1∶00—6∶00時(shí)段范圍，進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)易知1∶00—2∶00及6∶00三個(gè)子區(qū)域調(diào)峰資源均處于不投油調(diào)峰區(qū)間；而在3∶00—5∶00則處于投油調(diào)峰區(qū)間。這一結(jié)果表明本文所提出的優(yōu)化方法使得各區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰資源調(diào)用基本均衡，從而保證各子區(qū)域燃煤機(jī)組能處于最佳運(yùn)行區(qū)間，最大限度均攤調(diào)峰壓力，提升電網(wǎng)運(yùn)行效益。

圖7 區(qū)域調(diào)峰資源調(diào)用情況Fig.7 Regional peaking resource invocation

3.3 對(duì)比分析

為了進(jìn)一步說明本文所提出算法的有效性，將對(duì)比本文所提出方法與傳統(tǒng)等調(diào)峰率模式優(yōu)化方法、區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)一建模優(yōu)化方法的優(yōu)化結(jié)果。傳統(tǒng)等調(diào)峰率模式下，要求各區(qū)域電網(wǎng)所有燃煤機(jī)組按照等調(diào)峰深度原則均等分?jǐn)傉{(diào)峰需求；而區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)一建模優(yōu)化方法下，則通過將整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)一建模，對(duì)其直接優(yōu)化求解。

表3所示從優(yōu)化結(jié)果和求解時(shí)間兩個(gè)維度對(duì)比三種優(yōu)化算法求解結(jié)果。優(yōu)化結(jié)果為區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行成本，可以看出傳統(tǒng)等調(diào)峰率模式的優(yōu)化結(jié)果顯著高于另外兩種優(yōu)化方法，本文所提出算法與區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)一建模算法基本相同。而從求解時(shí)間來看，區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)一建模算法則是本文所提出算法的3倍左右，其原因在于考慮燃煤電廠調(diào)峰特性的電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法本質(zhì)上屬于混合整數(shù)非線性優(yōu)化方法，而采用統(tǒng)一建模求解方法將大幅增加待求解問題的規(guī)模和復(fù)雜性，造成求解效率顯著下降。

表3 優(yōu)化方法對(duì)比分析Tab.3 Comparative analysis of optimization methods

從上述對(duì)比分析可以看出，本文所提出的優(yōu)化方法具有較高的計(jì)算精度和求解效率，更適用于解決當(dāng)前互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)?？焖僭龃笙挛覈鴧^(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問題。實(shí)際上，本文所提出的方法自2018年底開始已經(jīng)在南方電網(wǎng)得到應(yīng)用，用于解決南方五省區(qū)的網(wǎng)省間協(xié)調(diào)問題。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，調(diào)度運(yùn)行人員基于前期運(yùn)行情況，能夠給出基本符合實(shí)際運(yùn)行需要的初始條件，從而為快速獲得符合實(shí)際要求的優(yōu)化結(jié)果創(chuàng)造有利條件。近兩年的實(shí)際應(yīng)用表明，該方法具有較高的收斂效率，能夠用于解決大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)優(yōu)化問題，并且提升電網(wǎng)運(yùn)行效益。

4 結(jié)論

本文研究了不同類型電源的調(diào)峰特性，重點(diǎn)分析了燃煤電廠的調(diào)峰能力，構(gòu)建了不同深調(diào)區(qū)間的燃煤機(jī)組運(yùn)行成本模型，在此基礎(chǔ)上提出了調(diào)峰資源概念。根據(jù)燃煤機(jī)組調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性差異，提出了基于兩層架構(gòu)的區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)中各子區(qū)域的調(diào)峰資源互濟(jì)，對(duì)提升區(qū)域電網(wǎng)清潔能源消納能力及提升運(yùn)行效益具有顯著效果。