丁恰，孫驍強(qiáng)，張彥濤，段乃鑫

（1.國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京　221006；2.西北電網(wǎng)有限公司，陜西西安　710048）

網(wǎng)省緊耦合電網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型及應(yīng)用

丁恰1，孫驍強(qiáng)2，張彥濤1，段乃鑫2

（1.國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京221006；2.西北電網(wǎng)有限公司，陜西西安710048）

隨著智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)逐步推廣應(yīng)用，以安全約束機(jī)組組合與安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度為核心的發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型在國(guó)內(nèi)各級(jí)電網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用［1-8］。由于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)、新能源預(yù)測(cè)誤差等因素影響，電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況與日前制定的運(yùn)行計(jì)劃會(huì)有一定偏差，在執(zhí)行過(guò)程中需要進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃編制，基于超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)與超短期新能源預(yù)測(cè)，滾動(dòng)修正日前發(fā)電計(jì)劃［9-10］，并與自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制［11］。

在網(wǎng)省兩級(jí)實(shí)時(shí)計(jì)劃的調(diào)整過(guò)程中，各省一般以地理聯(lián)絡(luò)線為關(guān)口，通過(guò)調(diào)整本省調(diào)管機(jī)組出力來(lái)保持省內(nèi)發(fā)受用電平衡，保證省間聯(lián)絡(luò)線功率交換按計(jì)劃運(yùn)行；網(wǎng)調(diào)一般不直接參與省調(diào)功率實(shí)時(shí)平衡的調(diào)整過(guò)程。而對(duì)于網(wǎng)省耦合緊密的區(qū)域電網(wǎng)，省內(nèi)用電負(fù)荷由網(wǎng)調(diào)機(jī)組和省調(diào)機(jī)組共同承擔(dān)，當(dāng)日前預(yù)測(cè)與超短期預(yù)測(cè)結(jié)果發(fā)生偏差時(shí)，需要網(wǎng)省兩級(jí)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃編制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，在省級(jí)調(diào)管機(jī)組和區(qū)域調(diào)管機(jī)組間分配偏差調(diào)整量。

本文首先介紹了針對(duì)緊耦合電網(wǎng)的網(wǎng)省分擔(dān)的虛擬功率交換計(jì)劃（virtual interchange schedule），然后分別對(duì)網(wǎng)調(diào)和省調(diào)建立實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型，通過(guò)網(wǎng)省兩級(jí)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)劃偏差調(diào)整量在區(qū)域電網(wǎng)和省級(jí)電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)分配。為應(yīng)對(duì)網(wǎng)調(diào)在局部省區(qū)調(diào)節(jié)能力不足的問(wèn)題，提出網(wǎng)調(diào)多控制區(qū)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)控制機(jī)組在省區(qū)間的支援，并可量化分析支援大小。通過(guò)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果分析，驗(yàn)證所提出的方法的有效性，提高電網(wǎng)調(diào)度大范圍資源優(yōu)化能力。

1　虛擬功率交換計(jì)劃（VIS）

對(duì)網(wǎng)省控制區(qū)緊耦合電網(wǎng)，網(wǎng)調(diào)直調(diào)機(jī)組與省調(diào)機(jī)組共同為全省負(fù)荷供電，省區(qū)地理聯(lián)絡(luò)線受省調(diào)和網(wǎng)調(diào)機(jī)組的共同作用影響。當(dāng)省級(jí)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力有限的情況下兩級(jí)協(xié)調(diào)運(yùn)行的難度更大。

網(wǎng)省間聯(lián)絡(luò)線關(guān)系如圖1所示。以A省為例，省內(nèi)機(jī)組根據(jù)機(jī)組調(diào)度性質(zhì)不同分為網(wǎng)調(diào)調(diào)管機(jī)組和省調(diào)調(diào)管機(jī)組，網(wǎng)調(diào)調(diào)管的A省機(jī)組稱(chēng)為A省控制區(qū)機(jī)組，A省控制區(qū)機(jī)組、A省調(diào)管機(jī)組和地理聯(lián)絡(luò)線交換功率共同承擔(dān)A省系統(tǒng)負(fù)荷。當(dāng)A省負(fù)荷預(yù)測(cè)、新能源預(yù)測(cè)出現(xiàn)偏差后，由省調(diào)與網(wǎng)調(diào)實(shí)時(shí)計(jì)劃應(yīng)用分別更新各自調(diào)管范圍的機(jī)組計(jì)劃，共同保證A省發(fā)受用電平衡。

圖1　網(wǎng)省間聯(lián)絡(luò)線關(guān)系示意圖Fig.1　Interchange schedule of regional and provincial grid

根據(jù)網(wǎng)省分擔(dān)的原則，將傳統(tǒng)省地理聯(lián)絡(luò)線功率交換計(jì)劃拆分成省調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃（省調(diào)側(cè)VIS）和網(wǎng)調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃（網(wǎng)調(diào)側(cè)VIS），分別定義為：

式中：Pm，max為m省裝機(jī)容量；為m省網(wǎng)調(diào)側(cè)控制區(qū)機(jī)組總?cè)萘俊?/p>

根據(jù)省區(qū)負(fù)荷發(fā)用電平衡關(guān)系可知：

合并式（1）—式（4）得：

上式表明，省調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃與網(wǎng)調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃之和等于該省地理聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃。因此，只要省調(diào)和網(wǎng)調(diào)在調(diào)整過(guò)程中跟蹤各自虛擬功率交換計(jì)劃，就可以完成地理聯(lián)絡(luò)線執(zhí)行，同時(shí)網(wǎng)省調(diào)在實(shí)時(shí)計(jì)劃編制過(guò)程中可以平行運(yùn)行，互不干擾，又相輔相成。

2　實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化

常規(guī)實(shí)時(shí)計(jì)劃優(yōu)化模型［9-11］多以省調(diào)為主體對(duì)象進(jìn)行優(yōu)化，省內(nèi)負(fù)荷與新能源的波動(dòng)主要由省調(diào)自身調(diào)管的常規(guī)機(jī)組承擔(dān)，保證網(wǎng)省地理聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃執(zhí)行。而在網(wǎng)省分擔(dān)模式下，網(wǎng)調(diào)機(jī)組也參與到省調(diào)的功率平衡，需要在現(xiàn)有優(yōu)化模型基礎(chǔ)上考慮虛擬功率交換計(jì)劃控制目標(biāo)，對(duì)網(wǎng)調(diào)、省調(diào)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型進(jìn)行調(diào)整，分別形成省級(jí)電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型。

2.1省調(diào)側(cè)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型

在省調(diào)常規(guī)實(shí)時(shí)計(jì)劃優(yōu)化模型考慮電網(wǎng)平衡、系統(tǒng)備用、機(jī)組運(yùn)行、電網(wǎng)安全等約束條件的基礎(chǔ)上［11］，增加省級(jí)電網(wǎng)日前虛擬功率交換計(jì)劃約束，如式（6）所示。

優(yōu)化目標(biāo)中設(shè)置虛擬功率交換計(jì)劃約束松弛成本，保證虛擬功率交換計(jì)劃約束盡量滿(mǎn)足，優(yōu)化目標(biāo)修正為：

可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化結(jié)果未出現(xiàn)松弛時(shí)：

由式（6）減式（1）可得：

上式表明，省調(diào)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃在嚴(yán)格滿(mǎn)足省調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃約束條件下編制機(jī)組出力計(jì)劃，就能實(shí)現(xiàn)省調(diào)調(diào)管機(jī)組按照設(shè)定的比例來(lái)承擔(dān)本省的負(fù)荷預(yù)測(cè)與新能源預(yù)測(cè)的總偏差。

2.2網(wǎng)調(diào)側(cè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃模型

2.2.1分控制區(qū)優(yōu)化模型

與省調(diào)類(lèi)似的，網(wǎng)調(diào)在常規(guī)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型所考慮的各類(lèi)約束條件的基礎(chǔ)上，針對(duì)每個(gè)省控制區(qū)引入對(duì)應(yīng)控制區(qū)虛擬功率交換計(jì)劃約束。

此時(shí)優(yōu)化目標(biāo)修正為：

同樣，若優(yōu)化結(jié)果未出現(xiàn)松弛，式（10）減式（2）可得：

上式表明，在嚴(yán)格滿(mǎn)足網(wǎng)調(diào)側(cè)VIS約束條件下編制網(wǎng)調(diào)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)側(cè)機(jī)組按照設(shè)定的比例來(lái)承擔(dān)對(duì)應(yīng)省區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)與新能源預(yù)測(cè)的總偏差。

2.2.2多控制區(qū)優(yōu)化模型

網(wǎng)調(diào)一般包括多個(gè)與各省調(diào)調(diào)管區(qū)對(duì)應(yīng)的控制區(qū)，若網(wǎng)調(diào)側(cè)各分控制區(qū)優(yōu)化結(jié)果未出現(xiàn)松弛，表示通過(guò)調(diào)節(jié)該控制區(qū)機(jī)組實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃就可以保證網(wǎng)調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃的執(zhí)行。

實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)網(wǎng)調(diào)側(cè)某個(gè)省控制區(qū)虛擬功率交換計(jì)劃約束無(wú)法通過(guò)調(diào)整該控制區(qū)機(jī)組來(lái)滿(mǎn)足時(shí)，則需要由其他控制區(qū)機(jī)組提供支援。此時(shí)，提供支援控制區(qū)和被支援的功率溢出控制區(qū)的虛擬功率交換計(jì)劃約束都無(wú)法嚴(yán)格成立。

為考慮控制區(qū)間溢出功能，在分控制區(qū)優(yōu)化模型基礎(chǔ)上，增加區(qū)域電網(wǎng)各控制區(qū)虛擬功率交換計(jì)劃總平衡約束，建立網(wǎng)調(diào)側(cè)多控制區(qū)優(yōu)化模型：

當(dāng)某控制區(qū)無(wú)法承擔(dān)相應(yīng)的偏差量時(shí)，將由其他控制區(qū)機(jī)組提供支援。上式左側(cè)部分稱(chēng)為網(wǎng)調(diào)側(cè)多控制區(qū)總計(jì)算虛擬。

值得注意的是，這是一個(gè)嚴(yán)格等式約束，反映了網(wǎng)調(diào)全網(wǎng)功率平衡，如果網(wǎng)調(diào)有直供負(fù)荷則還需要在等式右側(cè)增加這部分負(fù)荷的超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，這里從略。

2.3優(yōu)化模型求解

緊耦合電網(wǎng)的網(wǎng)省兩級(jí)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型在原有模型基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整增加的部分為線性模型，且相對(duì)原模型規(guī)模變化很小，可采用對(duì)偶單純形和切平面等常規(guī)方法求解。同時(shí)，由于所增加的虛擬功率交換計(jì)劃約束為軟約束，保證優(yōu)化模型在大多數(shù)情況下的可靠收斂性［8］。

2.4實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)執(zhí)行

網(wǎng)省調(diào)在日前、日內(nèi)計(jì)劃的基礎(chǔ)上以5 min為周期滾動(dòng)運(yùn)行實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃模塊，發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化調(diào)整結(jié)果發(fā)送給SCADA計(jì)劃值管理模塊，通過(guò)廠網(wǎng)交互平臺(tái)發(fā)送給電廠執(zhí)行，AGC機(jī)組在實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃基礎(chǔ)上根據(jù)頻率控制要求進(jìn)行發(fā)電出力調(diào)整，完成閉環(huán)控制執(zhí)行。

網(wǎng)調(diào)側(cè)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃還需要將發(fā)生溢出或支援后的虛擬功率交換計(jì)劃的計(jì)算值發(fā)送至SCADA計(jì)劃值管理模塊，由AGC根據(jù)虛擬功率交換計(jì)劃對(duì)各控制區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)劃跟蹤虛擬功率交換計(jì)劃的循環(huán)逼近過(guò)程，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)和省級(jí)電網(wǎng)兩套獨(dú)立調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，共同滿(mǎn)足各省用電需求。

3　算例分析

3.1概況

本文所提算法已在國(guó)內(nèi)某區(qū)域電網(wǎng)及下轄省區(qū)投入實(shí)際運(yùn)行，該區(qū)域電網(wǎng)直接調(diào)管機(jī)組101臺(tái)，下轄的省級(jí)電網(wǎng)A包含195臺(tái)建模機(jī)組，省級(jí)電網(wǎng)B包含161臺(tái)建模機(jī)組。選取某日11點(diǎn)40分至12點(diǎn)35分負(fù)荷水平較高的時(shí)段進(jìn)行優(yōu)化算例分析，實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化周期為5 min，滾動(dòng)更新未來(lái)1 h，共計(jì)12個(gè)時(shí)段的機(jī)組出力計(jì)劃。省A、省B與其對(duì)應(yīng)網(wǎng)調(diào)側(cè)控制區(qū)調(diào)管機(jī)組的裝機(jī)容量比分別為0.703 3/0.296 7和0.549 2/0.450 8。

兩省虛擬功率交換計(jì)劃、網(wǎng)調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃和地理聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃如表1所示。

表1　虛擬功率交換計(jì)劃及地理聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃Tab.1　Plan of the virtual interchange and the geographic interchange

從表1中明顯看出，各省地理聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃等于省虛擬功率交換計(jì)劃與網(wǎng)調(diào)側(cè)對(duì)應(yīng)控制區(qū)虛擬功率交換計(jì)劃之和。

優(yōu)化周期內(nèi)的短期系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線與超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線如圖2所示，短期新能源預(yù)測(cè)和超短期新能源預(yù)測(cè)曲線如圖3所示。

超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)和短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的偏差、超短期新能源預(yù)測(cè)和短期新能源預(yù)測(cè)的偏差及總偏差如表2所示。A，B兩省在實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整過(guò)程中系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)變化量各有正負(fù)，超短期新能源預(yù)測(cè)相比于日前預(yù)測(cè)結(jié)果均偏高，B省偏差更大，負(fù)荷預(yù)測(cè)與新能源預(yù)測(cè)疊加作用后，兩省均需上調(diào)常規(guī)機(jī)組出力，其中B省調(diào)整量上調(diào)量較大。

圖2　短期與超短期系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)Fig.2　Short and ultra short-term system load forecasts

表2　負(fù)荷預(yù)測(cè)和新能源預(yù)測(cè)偏差Tab.2　System load forecast and new energy forecast bias

3.2網(wǎng)省偏差分配結(jié)果分析

對(duì)A省的網(wǎng)省兩側(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃優(yōu)化編制，在跟蹤各自虛擬功率交換計(jì)劃的前提下對(duì)日前計(jì)劃進(jìn)行滾動(dòng)偏差調(diào)整，區(qū)域電網(wǎng)采用分控制區(qū)優(yōu)化模型。

日前計(jì)劃和實(shí)時(shí)滾動(dòng)計(jì)劃出力曲線及偏差如圖4、圖5所示。可以看出，省級(jí)電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)兩套獨(dú)立的實(shí)時(shí)計(jì)劃編制系統(tǒng)在分別跟蹤各自虛擬功率交換計(jì)劃的前提下對(duì)機(jī)組日前計(jì)劃進(jìn)行滾動(dòng)出力調(diào)整時(shí)，能保證總偏差按照裝機(jī)容量比例分配，網(wǎng)省調(diào)管機(jī)組共同滿(mǎn)足省級(jí)電網(wǎng)用電需求，同時(shí)保證地理聯(lián)絡(luò)線不變。

圖3　短期和超短期系統(tǒng)新能源預(yù)測(cè)Fig.3　Short and ultra short-term new energy forecasts

圖4　A省調(diào)管機(jī)組日前和實(shí)時(shí)計(jì)劃出力曲線Fig.4　Day-ahead and real-time plan for province A

圖5　A省網(wǎng)調(diào)側(cè)機(jī)組日前和實(shí)時(shí)計(jì)劃出力曲線Fig.5　Day-ahead and real-time plan of A control area

為更清晰地比較A省機(jī)組及其對(duì)應(yīng)網(wǎng)調(diào)側(cè)控制區(qū)機(jī)組偏差調(diào)整量，以總偏差為基準(zhǔn)值，計(jì)算省級(jí)電網(wǎng)和對(duì)應(yīng)控制區(qū)機(jī)組調(diào)整量的標(biāo)幺值。

由表3可知，實(shí)時(shí)計(jì)劃優(yōu)化模型保證偏差量按照裝機(jī)容量百分比分配至省級(jí)電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)對(duì)應(yīng)控制區(qū)調(diào)管機(jī)組，遵守此規(guī)則，保證2個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。

表3　A省調(diào)整機(jī)組統(tǒng)計(jì)信息Tab.3　The total adjustment for province A

3.3網(wǎng)調(diào)側(cè)多控制區(qū)優(yōu)化結(jié)果分析

算例基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不變，區(qū)域電網(wǎng)依次求解分控制區(qū)和多控制區(qū)模型，在A、B兩省網(wǎng)調(diào)側(cè)控制區(qū)考慮溢出/支援。網(wǎng)調(diào)側(cè)控制區(qū)A和控制區(qū)B的虛擬功率交換計(jì)劃、分控制區(qū)計(jì)算虛擬、多控制區(qū)計(jì)算虛擬、分控制區(qū)與多控制區(qū)計(jì)算虛擬的偏差量分別如圖6、圖7所示。

圖6　控制區(qū)A虛擬功率交換計(jì)劃和溢出量Fig.6　Logical interchange plan and overflow of control area A

圖7　控制區(qū)B虛擬功率交換計(jì)劃和溢出量Fig.7　Logical interchange plan and overflow of control area B

從圖6中可以看出，由于網(wǎng)調(diào)側(cè)控制區(qū)A機(jī)組上調(diào)能力不足，無(wú)法承擔(dān)A省的系統(tǒng)負(fù)荷與新能源偏差所需相應(yīng)比例的向上調(diào)整量，導(dǎo)致控制區(qū)A分控制區(qū)優(yōu)化模型的計(jì)算虛擬無(wú)法跟蹤虛擬功率交換計(jì)劃，控制區(qū)A優(yōu)化結(jié)果發(fā)生溢出。而在多控制區(qū)優(yōu)化模型優(yōu)化后，控制區(qū)A計(jì)算虛擬和分控制區(qū)計(jì)算虛擬相同，這是由于控制區(qū)A自身發(fā)生溢出，已經(jīng)沒(méi)有支援能力，仍然無(wú)法跟蹤虛擬功率交換計(jì)劃。

從圖7中可以看出，控制區(qū)B分控制去區(qū)優(yōu)化模型計(jì)算虛擬和虛擬功率交換計(jì)劃相同，說(shuō)明控制區(qū)B可以跟蹤交換計(jì)劃。在多控制區(qū)優(yōu)化模型中，考慮了控制區(qū)A和控制區(qū)B溢出支援，其計(jì)算虛擬無(wú)法跟蹤虛擬功率交換計(jì)劃，說(shuō)明此時(shí)控制區(qū)B承擔(dān)了控制區(qū)A溢出。

同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，控制區(qū)A計(jì)算虛擬溢出量等于控制區(qū)B多控制區(qū)計(jì)算虛擬溢出量絕對(duì)值相等，控制區(qū)A少發(fā)電量通過(guò)控制區(qū)B多發(fā)來(lái)支援，保證區(qū)域電網(wǎng)側(cè)調(diào)管機(jī)組完全承擔(dān)應(yīng)承擔(dān)的偏差量。

4　結(jié)語(yǔ)

省用電負(fù)荷和新能源波動(dòng)需要網(wǎng)省機(jī)組共同承擔(dān)，通常采用網(wǎng)省兩級(jí)之間守固定聯(lián)絡(luò)線功率的方式，但無(wú)法適應(yīng)網(wǎng)省系統(tǒng)聯(lián)系緊密電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行中的功率調(diào)整需求，需要考慮網(wǎng)省分工，將聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃責(zé)任分解成省調(diào)側(cè)和網(wǎng)調(diào)側(cè)虛擬功率交換計(jì)劃進(jìn)行協(xié)同調(diào)整。

本文通過(guò)建立網(wǎng)調(diào)側(cè)考慮控制區(qū)之間溢出援助的多控制區(qū)協(xié)調(diào)模型，不僅保證區(qū)域電網(wǎng)調(diào)管機(jī)組完成整體偏差調(diào)整量，還可以對(duì)溢出和支援進(jìn)行量化分析，實(shí)現(xiàn)了控制資源的大范圍優(yōu)化。

基于本文的網(wǎng)省兩級(jí)優(yōu)化模型的實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化應(yīng)用模塊已在某區(qū)域電網(wǎng)和下轄各省級(jí)電網(wǎng)持續(xù)上線運(yùn)行，實(shí)際應(yīng)用效果符合調(diào)度運(yùn)行需求。

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generation scheduling model and its application［J］.Automation of Electric Power Systems，2014，38（6）：117-122（in Chinese）.

（編輯黃晶）

Real-Time Generation Scheduling Optimization Model and Its Application in Tightly Coupled Regional and Provincial Power Grid

DING Qia1，SUN Xiaoqiang2，ZHANG Yantao1，DUAN Naixin2
（1.Nanri Technology Development Co.，Ltd.，Nanjing 210061，Jiangsu，China；2.Northwest Power Grid Co.，Ltd.，Xi'an 710048，Shaanxi，China）

Security constrained economic dispatch（SCED）based generation scheduling is implemented in most power grid dispatching centers in China.Virtual interchange schedule（VIS）is applied to share responsibility for system load in the tightly coupled regional and provincial power grid.This paper comes up with a real-time generation scheduling optimization model，which is used to ensure the execution rate of geographic interchange plan by tracking regional and provincial virtual interchange schedule respectively.The model includes two parts，one for the regional grid and the other for the provincial grid.In order to process the overflow and support between multi-control area，a multi-area coordinated optimization is also proposed.According to the implementation in the actual power grid，the computational results indicate that the proposed optimization method is effective.

security constrained economic dispatch；realtime generation scheduling；control area；multi-level scheduling摘要：由于負(fù)荷、新能源功率等不確定性因素的影響，在日前發(fā)電計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程中需要利用實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃應(yīng)用進(jìn)行滾動(dòng)修正。對(duì)于網(wǎng)省兩級(jí)耦合緊密的區(qū)域電網(wǎng)，網(wǎng)調(diào)與省調(diào)機(jī)組共同承擔(dān)省內(nèi)用電負(fù)荷，跟隨負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差與新能源預(yù)測(cè)偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保證發(fā)用電平衡，網(wǎng)省間聯(lián)絡(luò)線交換功率計(jì)劃呈動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)。為此，在常規(guī)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型基礎(chǔ)上，提出針對(duì)緊耦合電網(wǎng)的網(wǎng)省分擔(dān)的虛擬功率交換計(jì)劃（VIS）約束，建立網(wǎng)調(diào)和省調(diào)實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型。針對(duì)運(yùn)行中網(wǎng)調(diào)在局部省區(qū)調(diào)節(jié)能力不足的問(wèn)題，提出網(wǎng)調(diào)多控制區(qū)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)控制機(jī)組在省區(qū)之間的相互支援，并可量化分析支援大小。通過(guò)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果分析，驗(yàn)證所提出的方法的有效性，提高電網(wǎng)調(diào)度大范圍資源優(yōu)化能力。關(guān)鍵詞：安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度；實(shí)時(shí)發(fā)電計(jì)劃；控制區(qū)；多級(jí)調(diào)度

1674-3814（2015）12-0083-06

TM74

A

丁恰（1974—），男，碩士，研究員級(jí)高工，主要研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)調(diào)度；

孫驍強(qiáng)（1974—），男，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)控技術(shù)；

張彥濤（1983—），男，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)樽顑?yōu)化技術(shù)、電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51177019）。

Project Supported by National Natural Science Foundation of China（51177019）.