文/潮　鑄

基于內(nèi)點(diǎn)法的廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度

文/潮鑄

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性日顯重要，廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度就是其中一個(gè)非常重要的課題。據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明，實(shí)現(xiàn)廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度可降低電廠燃料消耗，取得非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

目前，電網(wǎng)對火電廠機(jī)組的調(diào)度絕大部分采用單機(jī)AGC模式，即將負(fù)荷指令直接發(fā)給每臺機(jī)組。但是目前的機(jī)組負(fù)荷調(diào)度方式，不能在發(fā)電廠內(nèi)部實(shí)現(xiàn)各臺機(jī)組的最佳經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配，不能適應(yīng)當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排政策的要求。

1　廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型

從數(shù)學(xué)模型上來看，廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度屬于大規(guī)模非線性規(guī)劃問題，可以被寫成如下的非線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)型：

1.1目標(biāo)函數(shù)

采用全廠發(fā)電總煤耗作為目標(biāo)函數(shù)

式中G為發(fā)電機(jī)集合，PG為發(fā)電機(jī)有功出力。

1.2等式約束

等式約束條件為各機(jī)組負(fù)荷總和等于全廠負(fù)荷指令。

1.3不等式約束

不等式約束條件為各機(jī)組有功出力上下限。

2　計(jì)算流程

考慮具有等式約束及兩界約束的非線性約束規(guī)劃問題的一般形式如（1）。引入松弛變量l，u可以把上式化為只含變量不等式約束的規(guī)劃模型。把目標(biāo)函數(shù)改造為障礙函數(shù)，該函數(shù)在可行域內(nèi)應(yīng)近似于原目標(biāo)函數(shù)f（x），而在邊界時(shí)變得很大。因此可得到優(yōu)化問題：

對于上述優(yōu)化問題的內(nèi)點(diǎn)法計(jì)算流程圖如圖1所示。其中，初始化部分包括設(shè)置各變量初始值、給定計(jì)算精度ε=10-6，最大迭代次數(shù)Kmax=50。

圖1　電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計(jì)算流程圖

3　算例分析

本文以廣東某電廠為例，該電廠裝機(jī)3800MW，其中包括3臺600MW機(jī)組及2臺1000MW機(jī)組。以電廠總出力為3000MW的工況下進(jìn)行計(jì)算，單機(jī)AGC模式下廠內(nèi)機(jī)組根據(jù)機(jī)組裝機(jī)容量按比例分配單機(jī)出力。所有仿真均為基于MATLAB2015環(huán)境。機(jī)組特性參數(shù)見表1，單機(jī)AGC模式與廠級AGC煤耗對比見表2。