CN112381387A - 促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，首先根据超短期负荷预测偏差、省间送受电计划电力偏差、新能源出力偏差作为偏差来源，通过确定的分配规则，将偏差分配至省内的网调直管机组和省调调管机组，然后根据确定的分配原则将在网调直调机组中分配直调机组的偏差。促进了可再生能源消纳基础上的各发电厂计划完成均衡性，提高了在网省范围内的资源的优化配置，保证了电力系统生产的安全稳定可靠运行。

Description

促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法

技术领域

本发明公开一种电力市场起步阶段促进可再生能源消纳的网省协调、水火协调日内调度计划偏差消去分配方法，属于电力系统自动化领域。

背景技术

作为现有技术，日前有功调度计划通常是由电网的运行方式人员在调度日的前一天根据电网的预测情况预先制定。电力系统在实际运行过程受到各种因素的影响，例如输配电设备检修以及故障、停复机计划的修改、日前的短期负荷预测、日前新能源出力预测以及省间送受电计划与实际情况存在较大的差别，基于此，发电机组无法完全按照日前计划曲线执行发电出力。进入日内调度后，有必要根据超短期负荷预测、网间送受电力偏差以及新能源出力，以可再生能源消纳为目标，在考虑电网安全约束的滚动修正日前调度计划基础上，对网调、中调以及电厂日内实时调度计划偏差实行清洁化调度。

各个省网内的电力平衡可以由网调直调机组和省调机组共同维持，网调直接调度接入主网的发电机组更加有利于加强对网间送受电潮流的控制和在全网范围内实现资源优化配置，因此当日前调度计划与超短期负荷预测不一致、日内网间送受电计划修改以及新能源出力预测出现偏差时，整个电网就会产生电力不平衡偏差量，需要网省两级相互支援，实时协调运行，在网调机组和省调调管机组间分配出力调整，从而消去偏差，在网省范围内优化资源配置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，在对网级调管机组和省级调管机组进行分类的基础上，以超短期负荷预测偏差、网间送受电力偏差、新能源出力偏差作为偏差来源，提供一种促进可再生能源消纳并考虑各种约束的网省分配和省内网调直调机组间的两级偏差分配策略。

本发明的技术方案如下：

促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，其特征在于包括如下：首先在网省间进行第一级分配；然后在网调调管的水电机组和火电机组中进行第二级分配；

其中第一级分配方法为：根据以下公式计算有功总偏差P_TotalBias，如果有功总偏差P_TotalBias为正，说明日内发电需要增加出力；如果有功总偏差P_TotalBias为负，说明日内发电需要减少出力；

P_TotalBias＝P_ForcastBias+P_{TransmissionBias}+P_ReBias

式中，P_TotalBias表示有功总偏差；P_ForcastBias表示超短期负荷预测偏差；P_{TransmissionBias}表示网间送受电计划偏差；P_ReBias表示新能源预测偏差；

第一级网省间偏差分配有三种分配模式：调度人工设定的固定比例、网省等效备用容量比例和网省日计划电量比例，网调从中选择一种分配模式执行，计算获得网调需要消纳的有功偏差P_GridBias；

P_GridBias＝P_TotalBias*C_Grid/(C_Province+C_Grid)

式中，C_Grid表示网调分配系数；C_Province表示省调分配系数；

其中第二级分配方法为：将每天网调直调水电厂运行分为两种运行模式：多发模式和少发模式，在水电厂蓄水时，工作在少发模式；水电厂消落时，工作在多发模式；

如果根据第一级分配方法得到的网调需要消纳的有功偏差P_GridBias为正，说明日内发电需要增加出力；如果根据第一级分配方法得到的网调需要消纳的有功偏差P_GridBias为负，说明日内发电需要减少出力。

优选地，第一级分配中需要增加出力时，按计算时刻省内网省调管电厂固定比例、向上调节备用容量比例或者日计划电量比例进行分配；需要减少出力时，按计算时刻省内网省调管电厂固定比例、向下调节备用容量比例或者日计划电量比例进行分配。

优选地，第二级分配中需要增加出力时，优先按照后续正向电量约束正比例分配至运行原则为多发的水电厂，水电厂能力用尽后，再按照月度后续负荷率正比例分配至火电厂；需要减少出力时，优先按照后续负向电量约束正比例分配至运行原则为少发的水电厂，水电厂能力用尽后，再按照月度后续负荷率反比例分配至火电厂。

优选地，其中第二级分配方法中，运行模式在日前由电网的运行方式人员给定；日内可由调度员修改，以挂牌的方式给出。

优选地，在系统滚动出水电厂初步计划后，按以下步骤校核：

a)、判断开机台数：根据电厂单机实际限值、最小一段振动区的上限值判断出电厂可满足计划的开机台数；

b)、判断各开机台数情况下计划是否落入振动区，若存在任一开机台数情况未落入振动区，则计划可执行；

c)、若所有开机台数情况均落入振动区，选取与当前开机台数变化最小的开机台数，沿着靠近日前发电计划的方向调整电厂出力，使电厂避开振动区运行；

d)、避开振动区产生的不平衡量根据偏差分配的目标按顺序分配至其他电厂，其他电厂再次重复a)～d)步进行振动区判断，直至不平衡量完全消除。

本发明的积极效果在于：本发明首先根据超短期负荷预测偏差、省间送受电计划电力偏差、新能源出力偏差作为偏差来源，通过确定的分配规则，将偏差分配至省内的网调直管机组和省调调管机组，然后根据确定的分配原则将在网调直调机组中分配直调机组的偏差。从而促进了可再生能源消纳基础上的各发电厂计划完成均衡性，提高了在网省范围内的资源的优化配置，保证了电力系统生产的安全稳定可靠运行。

本发明通过未来一段时间内的超短期负荷预测，以新能源消纳、实时电量完成率、水电水位等为控制目标，考虑系统电力平衡约束、机组运行约束、电网运行约束、重要断面安全、系统备用、水电振动区等约束条件，滚动生成未来一段时间内的发电计划，实现了发电调度计划的偏差自动消去。

附图说明

图1是本发明实施例网省调度计划偏差分配逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步说明。

如图1，本发明实施例的方法由确定网省调管机组间偏差分配策略和网调直调机组间偏差分配策略两部分构成。

一、优先修改水电计划的网省调管机组偏差分配策略

超短期负荷预测偏差、网间送受电力偏差、新能源出力偏差叠加作为偏差来源，网间送受电计划默认值使用日前计划值，但是调度员在日内可能会修改某些计划值，因此造成日内网间送受电可能与日前的网间送受电计划出现偏差。

总偏差计算公式为：P_TotalBias＝P_ForcastBias+P_{TransmissionBias}+P_ReBias

其中P_TotalBias标示有功总偏差；P_ForcastBias表示超短期负荷预测偏差；P_{TransmissionBias}表示网间送受电计划偏差；P_ReBias表示新能源预测偏差。

第一级网省间偏差分配有三种分配模式：调度人工设定的固定比例、网省等效备用容量比例和网省日计划电量比例，网调从中选择一种分配模式执行，计算获得网调需要消纳的有功偏差P_GridBias；

P_GridBias＝P_TotalBias*C_Grid/(C_Province+C_Grid)

式中，C_Grid表示网调分配系数；C_Province表示省调分配系数。

各个省区调度负责日内电力偏差计算，计算得到的偏差后汇总到网调，网调收到偏差后立即根据网省间分配策略确定网省间机组偏差承担比例，随后网调根据分摊策略将偏差分配给网调直调机组执行，并将各个省区承担的偏差电量下发给省调，省调再根据各自的偏差分摊策略将偏差分配给省调调管电厂执行。当网调、省调其中任何一方无法承担所分配的偏差量时，剩余部分由其它省区承担，若所有参与分配的网调和各个省区调度都达到偏差承担极限后，剩余偏差按不平衡量处理。

在以上偏差分配过程中，调峰缺口判别是自驾驶与调峰系统交互的关键，火电应作为一个整体判断其发电空间，而不应该割裂为网调和各个省调调管火电分别判断其出力是在进入调峰阈值以上还是以下，这样不仅不能准确判断调峰缺口，而且判断逻辑和火电出力调整均较复杂。另一方面，水电调节速度快，且作为调峰缺口计算的边界，偏差可优先由水电承担。基于以上考虑，提出网省分摊逻辑如下：

(1)中调计算总偏差后发给网调，网调根据水电备用比例计算网调水电和中调水电承担量。

(2)网调预计算调峰缺口。若有缺口，调峰系统修改所有火电计划，网调、中调分别修改各自水电计划；若无缺口，网调根据火电备用比例计算网调火电和中调火电承担量(水电承担量已在上一步骤中确定)，网调、中调分别修改各自水火电计划。

该总偏差需要在网调直调机组和省调调管机组之间进行第一轮分配，网省间设置3种偏差分配策略，一是按调度人工设定的固定比例分配，二是按等效备用容量比例分配，三是按日计划电量比例分配。由网调根据实际运行情况选择其中一种执行。

偏差修改正分为偏差正和偏差为负，如果偏差为正，说明日内发电需要增加出力，偏差为负，说明日内发电需要减少出力。

需要增加出力时，按计算时刻省内网省调管电厂向上调节等效备用容量比例或者固定比例进行分配。

需要减少出力时，按计算时刻省内网省调管电厂向下调节等效备用容量比例或者固定比例进行分配。

二、网调直调电厂偏差分配策略

上一轮分配中，已经将总偏差按照一定原则分配给网调直调电厂和省调调管电厂。本轮分配将网调直调电厂分配得到的偏差额度按照一定原则分配至网调直调各电厂。

根据水电运行情况，每天网调直调水电厂分别运行在两种运行模式下：多发模式和少发模式。在水电厂蓄水时，工作在少发模式；水电厂消落时，工作在多发模式。运行模式通常在日前由电网的运行方式人员给定；日内可由调度员修改，以挂牌的方式给出。

如果根据第一级分配方法得到的网调需要消纳的有功偏差P_GridBias为正，说明日内发电需要增加出力；如果根据第一级分配方法得到的网调需要消纳的有功偏差P_GridBias为负，说明日内发电需要减少出力。

需要增加出力时，优先按照后续正向电量约束正比例分配至运行原则为多发的水电厂；上述水电厂能力用尽后，再按照月度后续负荷率正比例分配至火电厂；

需要减少出力时，优先按照后续负向电量约束正比例分配至运行原则为少发的水电厂，上述水电厂能力用尽后，再按照月度后续负荷率反比例分配至火电厂。

本发明实施例控制过程如下：

一、网调直调水电厂运行模式

网调方式专业结合网调直调水电厂的水位控制、发电进度、送电需求等因素，每天在日方式中明确运行日也就是次日的直调水电厂运行模式和电量约束，网调调度员收到日方式后在自动化系统中对直调调管的各水电厂挂“多发”或“少发”牌，并输入电量约束。

二、约束条件

网调各直调水电厂、火电厂在偏差分配过程中，需要确保其承担偏差量后的发电计划值，满足以下条件约束：

(1)、电厂出力限值约束。

(2)、水电厂当前最大可调出力约束,水电厂根据水头填报当前最大可调出力。

(3)、电厂送出断面约束，可以同步EMS系统得到断面限值或者调度员手动设置断面限值。最终电厂实际限值为电厂出力限值、水电厂当前最大可调出力、电厂送出断面限值三者最小值。

(4)、水电振动区约束，水电振动区约束指的是水电厂出力须避开振动区对应的出力范围。在系统滚动出水电厂初步计划后，按以下步骤校核：

a)、判断开机台数：根据电厂单机实际限值、最小一段振动区的上限值判断出电厂可满足计划的开机台数；

b)、判断各开机台数情况下计划是否落入振动区，若存在任一开机台数情况未落入振动区，则计划可执行；

c)、若所有开机台数情况均落入振动区，选取与当前开机台数变化最小的开机台数，沿着靠近日前发电计划的方向调整电厂出力，使电厂避开振动区运行。

d)、避开振动区产生的不平衡量根据偏差分配的目标按顺序分配至其他电厂，其他电厂再次重复a)～d)步进行振动区判断，直至不平衡量完全消除。

(5)、水电厂电量约束，每日直调水电厂电量上下调节范围。

(6)、机组状态约束，要求火电厂日内不改变开停机状态，水电厂不调用检修状态的机组。

(7)、水电厂开机方向约束，确保机组出力的平稳性，避免频繁开停机。

上一个点为增加开机时，本轮滚动计算第一个点机组台数仍为增加或不变；

上一个点为减少开机时，本轮滚动计算第一个点机组台数仍为减少或不变；

上一个点为开机不变时，本轮滚动计算第一个点机组台数可增加、减少或不变。

(8)、机组出力平滑约束，使得机组出力曲线平滑，消除毛刺，将毛刺移动到其他不会造成明显变化的机组或在各机组间平均分配。

(9)、电厂爬坡速率约束。

(10)、二次调频备用约束，网调直调调管水电厂在调频市场中标后应预留足够调频容量。区域调频市场运行后，各省境内网调直调电厂中标后应预留足够调频容量。

(11)、网省等效备用约束，用于计算网省偏差分配比例，偏差承担量不能超过各自的备用容量。

Claims (5)

1.促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，其特征在于包括如下：首先在网省间进行第一级分配；然后在网调调管的水电机组和火电机组中进行第二级分配；

其中第一级分配方法为：根据以下公式计算有功总偏差P_TotalBias，如果有功总偏差P_TotalBias为正，说明日内发电需要增加出力；如果有功总偏差P_TotalBias为负，说明日内发电需要减少出力；

P_TotalBias＝P_ForcastBias+P_{TransmissionBias}+P_ReBias

式中，P_TotalBias表示有功总偏差；P_ForcastBias表示超短期负荷预测偏差；P_{TransmissionBias}表示网间送受电计划偏差；P_ReBias表示新能源预测偏差；

第一级网省间偏差分配有三种分配模式：调度人工设定的固定比例、网省等效备用容量比例和网省日计划电量比例，网调从中选择一种分配模式执行，计算获得网调需要消纳的有功偏差P_GridBias；

P_GridBias＝P_TotalBias*C_Grid/(C_Province+C_Grid)

式中，C_Grid表示网调分配系数；C_Province表示省调分配系数；

其中第二级分配方法为：将每天网调直调水电厂运行分为两种运行模式：多发模式和少发模式，在水电厂蓄水时，工作在少发模式；水电厂消落时，工作在多发模式；

如果根据第一级分配方法得到的网调需要消纳的有功偏差P_GridBias为正，说明日内发电需要增加出力；如果根据第一级分配方法得到的网调需要消纳的有功偏差P_GridBias为负，说明日内发电需要减少出力。

2.根据权利要求1所述的促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，其特征在于：第一级分配中需要增加出力时，按计算时刻省内网省调管电厂固定比例、向上调节备用容量比例或者日计划电量比例进行分配；需要减少出力时，按计算时刻省内网省调管电厂固定比例、向下调节备用容量比例或者日计划电量比例进行分配。

3.根据权利要求1所述的促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，其特征在于：第二级分配中需要增加出力时，优先按照后续正向电量约束正比例分配至运行原则为多发的水电厂，水电厂能力用尽后，再按照月度后续负荷率正比例分配至火电厂；需要减少出力时，优先按照后续负向电量约束正比例分配至运行原则为少发的水电厂，水电厂能力用尽后，再按照月度后续负荷率反比例分配至火电厂。

4.根据权利要求1所述的促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，其特征在于：其中第二级分配方法中，运行模式在日前由电网的运行方式人员给定；日内可由调度员修改，以挂牌的方式给出。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的促进可再生能源消纳的调度计划偏差消去分配方法，其特征在于在系统滚动出水电厂初步计划后，按以下步骤校核：

a)、判断开机台数：根据电厂单机实际限值、最小一段振动区的上限值判断出电厂可满足计划的开机台数；

b)、判断各开机台数情况下计划是否落入振动区，若存在任一开机台数情况未落入振动区，则计划可执行；

c)、若所有开机台数情况均落入振动区，选取与当前开机台数变化最小的开机台数，沿着靠近日前发电计划的方向调整电厂出力，使电厂避开振动区运行；

d)、避开振动区产生的不平衡量根据偏差分配的目标按顺序分配至其他电厂，其他电厂再次重复a)～d)步进行振动区判断，直至不平衡量完全消除。

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