考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒?/h1>
2021-04-28 05:46:28陳汝昌朱余啟傘晨峻蔣賢強(qiáng)王凱
廣東電力 2021年4期
陳汝昌，朱余啟，傘晨峻，蔣賢強(qiáng)，王凱
(1.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司云南電力調(diào)度控制中心, 云南 昆明 650011；2.南京南瑞繼保電氣有限公司, 江蘇 南京 211102)
目前，南方電網(wǎng)現(xiàn)貨市場還處于建設(shè)當(dāng)中，在以調(diào)頻里程為標(biāo)的的調(diào)頻輔助服務(wù)市場中，調(diào)頻電廠會因參與系統(tǒng)調(diào)峰和承擔(dān)較多日內(nèi)電力偏差而產(chǎn)生不盡合理的調(diào)頻里程。因此，亟需一套調(diào)峰、調(diào)頻解耦的方案來保證電力現(xiàn)貨市場順利開展。
在運(yùn)行日前發(fā)布次日電力電量平衡計劃后，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況，為保證發(fā)供電平衡和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)度機(jī)構(gòu)會在運(yùn)行日對計劃實(shí)時進(jìn)行修改[1-4]。調(diào)峰、調(diào)頻解耦的關(guān)鍵在于合理分?jǐn)傆捎谟媱澬薷?、電源出力波動、?fù)荷波動帶來的日內(nèi)電力偏差。
目前已有學(xué)者對制訂日內(nèi)計劃進(jìn)行深入研究：文獻(xiàn)[5]提出一種考慮電量執(zhí)行進(jìn)度公平性的日內(nèi)計劃制訂方法；文獻(xiàn)[6]針對需求響應(yīng)中柔性負(fù)荷多變的情況，根據(jù)其價格及激勵模型，構(gòu)建了一種多時間尺度的日前-日內(nèi)-實(shí)時的協(xié)調(diào)調(diào)度模型；文獻(xiàn)[7]為應(yīng)對跨區(qū)新能源消納系統(tǒng)中存在的不確定性，提出了一種計及新能源預(yù)測不確定性的跨區(qū)域日前-日內(nèi)調(diào)度模型；文獻(xiàn)[8]提出一種虛擬電廠參與日內(nèi)計劃機(jī)制，提高了虛擬電廠內(nèi)部的可調(diào)整資源利用率。也有部分學(xué)者研究調(diào)度策略時將水電機(jī)組振動區(qū)考慮在內(nèi)：文獻(xiàn)[9]結(jié)合水電站自動發(fā)電控制(automatic generation control，AGC)機(jī)組關(guān)于穿越振動區(qū)的安全性需求，構(gòu)建了基于穿越振動區(qū)風(fēng)險控制的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配模型，減少機(jī)組穿越振動區(qū)次數(shù)；文獻(xiàn)[10]提出一種主動穿越振動區(qū)控制策略，能夠主動將功率參考值上拉或下拉至振動區(qū)外，避免機(jī)組運(yùn)行在振動區(qū)。目前主流的研究并未提出新能源、小水電、負(fù)荷波動或人工日內(nèi)計劃修改后，電力偏差分?jǐn)偟慕鉀Q方案，也未考慮水電機(jī)組振動區(qū)對偏差分?jǐn)偟挠绊憽?/p>
本文提出一種考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒?，根?jù)梯隊電廠的備用容量比例進(jìn)行偏差分?jǐn)偅⒖紤]水電機(jī)組振動區(qū)的影響，對分?jǐn)偨Y(jié)果進(jìn)行修正。
1 電力偏差計算模型
電力偏差包括發(fā)電側(cè)電力偏差和用電側(cè)電力偏差?？傠娏ζ顬橛秒妭?cè)電力偏差與發(fā)電側(cè)偏差之差，即
ΔPtotal=ΔPload-ΔPgen.
式中：ΔPtotal為總電力偏差；ΔPload為用電側(cè)電力偏差；ΔPgen為發(fā)電側(cè)電力偏差。
1.1 發(fā)電側(cè)電力偏差
發(fā)電側(cè)電力偏差由徑流式水電廠、非徑流式水電廠、火電廠、新能源電廠等構(gòu)成。
1.1.1 徑流式水電廠
徑流式水電站的電站庫容很小，不能起到有效的調(diào)節(jié)作用，不能人為改變天然徑流的水流過程，發(fā)電量僅依靠來水決定，又稱無調(diào)節(jié)能力水電站[11]。徑流式水電站的調(diào)節(jié)能力受氣象、自然地理、流域特性等因素的影響，徑流水電出力為不確定的隨機(jī)變量[12-13]。因此，徑流式水電的電力偏差計算公式為
1.1.2 非徑流式水電廠
與徑流式水電廠不同，非徑流式水電廠具有水庫，能夠通過調(diào)節(jié)進(jìn)出水來實(shí)現(xiàn)出力的調(diào)節(jié)，其實(shí)時出力可以較好地跟隨計劃值。因此，非徑流式水電廠的電力偏差計算公式為
1.1.3 火電廠
火電廠的電力偏差計算公式為
1.1.4 新能源電廠
新能源電廠主要包括光伏電廠和風(fēng)電廠，其出力受光照、風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等自然因素影響較大，呈現(xiàn)出隨機(jī)波動特性[14-16]。新能源電廠的實(shí)際出力往往與計劃值相去甚遠(yuǎn)，且現(xiàn)有的功率預(yù)測系統(tǒng)無法準(zhǔn)確預(yù)測未來出力，考慮到偏差計算點(diǎn)通常為未來2 h之內(nèi)，因此采用其實(shí)時出力替代日內(nèi)計劃，對應(yīng)的電力偏差計算公式為
1.2 用電側(cè)電力偏差
本文電力偏差分?jǐn)偹惴▋H針對省內(nèi)偏差，因此用電側(cè)電力偏差包括省內(nèi)負(fù)荷以及特殊送電計劃。
1.2.1 省內(nèi)負(fù)荷
省內(nèi)負(fù)荷為省內(nèi)各類負(fù)荷的總和，其未來短時間內(nèi)出力可由超短期負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)預(yù)估，因此省內(nèi)負(fù)荷的電力偏差計算公式為
1.2.2 特殊送電計劃
“西電東送”屬于特殊送電計劃，認(rèn)為送端省份的電力偏差屬于發(fā)電側(cè)偏差，而受端省份的電力偏差屬于用電側(cè)偏差。以送端省份為例，省內(nèi)“西電東送”電力偏差可表示為
1.3 日內(nèi)電力偏差組成因素
綜上，可以看出日內(nèi)電力偏差由以下幾個因素組成：①徑流式電站和新能源電廠出力的波動；②省內(nèi)負(fù)荷的波動；③常規(guī)電廠計劃日內(nèi)被修改；④特殊送電計劃，如“西電東送”的日內(nèi)修改。
2 日內(nèi)電力偏差滾動分?jǐn)偰Ｐ?/h2>2.1 水電廠開機(jī)組合和振動區(qū)計算
水電廠在發(fā)電過程中，若出現(xiàn)出力不合理的情況，會導(dǎo)致水輪機(jī)組振擺過大，影響機(jī)組的安全運(yùn)行和使用壽命[17-19]。在安排水輪機(jī)組時，需充分考慮振動區(qū)的影響，避免機(jī)組運(yùn)行在振動區(qū)。
通常水輪機(jī)組的運(yùn)行區(qū)間可分為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間、許可運(yùn)行區(qū)間和禁止運(yùn)行區(qū)間。水輪機(jī)組運(yùn)行在許可運(yùn)行區(qū)間會對機(jī)組產(chǎn)生一定的損害，但是不會造成故障；運(yùn)行在禁止運(yùn)行期間，極易對機(jī)組造成嚴(yán)重破壞；運(yùn)行在穩(wěn)定區(qū)間，機(jī)組振動較小，穩(wěn)定性較好[20]。本文在計算水電廠出力的時候，避開機(jī)組的禁止運(yùn)行區(qū)間和許可運(yùn)行區(qū)間，認(rèn)為兩者都屬于機(jī)組的振動區(qū)。
2.1.1 全廠振動區(qū)計算
電力偏差的計算考慮水電廠全廠的振動區(qū)，因此需根據(jù)機(jī)組的振動區(qū)來計算全廠的等效振動區(qū)。一般情況下水電廠全廠的機(jī)組型號相同，即每臺機(jī)組的額定容量和振動區(qū)相同，則全廠振動區(qū)可通過全廠最大出力范圍內(nèi)扣除穩(wěn)定區(qū)間得到。
全廠最大出力范圍
Ptotal=[0,nPr].
式中：n為機(jī)組數(shù)目；Pr為單機(jī)額定容量。
全廠穩(wěn)定區(qū)間
Prun=(aPr,Pr]∪(2aPr,2Pr]∪…
∪(naPr,nPr].
式中a為單機(jī)振動區(qū)占單機(jī)額定容量的比例。
全廠振動區(qū)為
Pvib=PtotalPrun,
即Prun在Ptotal中的補(bǔ)集。
部分電廠存在機(jī)組包含多個振動區(qū)、機(jī)組振動區(qū)下限非零、多個機(jī)組振動區(qū)不同的情況，此時全廠出力區(qū)間可以通過機(jī)組穩(wěn)定區(qū)間取排列組合獲得，全廠振動區(qū)可以通過最大出力范圍與出力區(qū)間取補(bǔ)集得到，具體如下：
Prun,i=Pr,iPvib,i.
全廠的穩(wěn)定區(qū)間Prun可由所有機(jī)組的單機(jī)穩(wěn)定區(qū)間的排列組合獲得，進(jìn)而通過公式Pvib=PtotalPrun可以獲得全廠的振動區(qū)。
2.1.2 開機(jī)組合計算
開機(jī)方式指電廠所開機(jī)組，開機(jī)組合指電廠為滿足全廠計劃出力可安排的開機(jī)方式組合，開機(jī)組合對電廠的影響包括：①電廠計劃下發(fā)前后應(yīng)保證開機(jī)方式不能差別太大，否則將增加啟停機(jī)組數(shù)目，帶來不穩(wěn)定性；②合理的開機(jī)方式能夠保證電廠的正、負(fù)備用均衡，以應(yīng)對正負(fù)調(diào)節(jié)需求。
省內(nèi)滾動優(yōu)化調(diào)度計算完成后，計算電廠在此出力下的可能開機(jī)組合。對于某水電廠，給定日計劃任一時刻的全廠出力后，其開機(jī)臺數(shù)范圍可表示為：
2.2 日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偹惴?/h3>
日內(nèi)電力偏差分?jǐn)傄罁?jù)日前方式提供的電廠梯隊和實(shí)時正負(fù)備用容量，對省內(nèi)電力偏差按非徑流式水電和火電的備用容量比例分?jǐn)傊撂蓐犽姀S。分?jǐn)傠娏ζ顣r按梯隊優(yōu)先級逐級調(diào)用梯隊電廠，同一梯隊內(nèi)的電廠按照正、負(fù)備用比例分?jǐn)偅?dāng)前優(yōu)先級電廠分?jǐn)偤笫Ｓ嚯娏ζ钣上乱患夒姀S承擔(dān)。總體的計算流程如圖1所示。
3 實(shí)例分析
基于南瑞繼保開發(fā)的Sophic平臺，通過C++編寫算法程序，以云南電力調(diào)度控制中心現(xiàn)場數(shù)據(jù)(表1)為例，驗(yàn)證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
圖1 日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偹惴鞒蘁ig.1 Allocation algorithm flowchart of intraday power scheduling deviation
表1 振動區(qū)數(shù)據(jù)Tab.1 Vibration zone data
根據(jù)2.1.1節(jié)中全廠振動區(qū)的計算公式，可以得出：電廠1振動區(qū)為(0, 160 MW)、(225 MW, 320 MW)、(450 MW, 480 MW)；電廠2振動區(qū)為(0, 200 MW)、(350 MW, 400 MW)；電廠3振動區(qū)為(0, 165 MW)。
以云南電力調(diào)度控制中心實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)日內(nèi)計劃及電力偏差數(shù)據(jù)為依據(jù)，驗(yàn)證本文所提考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒ǖ恼_性。計劃值以288點(diǎn)為例，即每個計劃值之間間隔5 min。部分日內(nèi)計劃、電力偏差及分?jǐn)偨Y(jié)果數(shù)據(jù)見表2。
表2 部分電力偏差分?jǐn)偨Y(jié)果Tab.2 Partial results of intraday power scheduling deviation allocation MW
全天電力偏差及梯隊1電廠備用容量如圖2所示，其中：電力偏差為正時，展示的是電廠正備用；電力偏差為負(fù)時，展示的是電廠負(fù)備用。日內(nèi)計劃修正結(jié)果如圖3—圖5所示。
圖2 日內(nèi)電力偏差及梯隊1備用容量Fig.2 Intraday power scheduling deviation and reserve capacity of echelon one
對比表2和圖2可以看出：①00：00—00：25期間，梯隊1電廠的備用容量遠(yuǎn)大于日內(nèi)電力偏差，但是若將全部偏差全部分?jǐn)偨o梯隊1電廠，則將導(dǎo)致梯隊1電廠出力達(dá)到全廠振動區(qū)，因此將日內(nèi)計劃修正值限制在振動區(qū)限值，偏差不平衡量由下一梯隊電廠分?jǐn)偅虎?2：00—12：25期間，日內(nèi)電力偏差大于梯隊1電廠備用容量，梯隊1電廠分?jǐn)偤蟮钠畈黄胶饬坑上乱惶蓐犽姀S分?jǐn)偂?/p>
圖3 電廠1日內(nèi)計劃及修正值Fig.3 Intraday power scheduling and its modification value of power plant one
圖4 電廠2日內(nèi)計劃及修正值Fig.4 Intraday power scheduling and its modification value of power plant two
圖5 電廠3日內(nèi)計劃及修正值Fig.5 Intraday power scheduling and its modification value of power plant three
由圖3—圖5可以看出：梯隊1電廠的備用容量得到較大程度的調(diào)用，其分?jǐn)偛涣说钠盍坑商蓐?電廠分?jǐn)?，即?yōu)先利用梯隊1電廠的優(yōu)質(zhì)備用資源。
4 結(jié)論
基于電力現(xiàn)貨市場調(diào)峰、調(diào)頻解耦的需求，本文所提考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒軌驅(qū)崿F(xiàn)以下目標(biāo)：
a)日內(nèi)偏差按指定梯隊順序調(diào)用電廠備用資源，提高優(yōu)質(zhì)、高速響應(yīng)的備用資源利用率；
b)充分考慮水電機(jī)組振動區(qū)的影響，修正后的日內(nèi)計劃避開全廠振動區(qū)，提高機(jī)組使用穩(wěn)定性和壽命；
c)針對由于避開振動區(qū)導(dǎo)致的電力偏差分?jǐn)偛黄胶饬?，進(jìn)一步分?jǐn)傊疗溆嚯姀S，保證在備用容量足夠的前提下，電力偏差能夠消除；
d)針對當(dāng)前梯隊電廠備用容量不足以平衡電力偏差的情況，利用備用梯隊電廠來平衡上一梯隊分?jǐn)偤蟮碾娏ζ畈黄胶饬?，保證較大電力偏差情況下的偏差消除；
e)改善當(dāng)前主流的電力偏差手動修改模式，減小調(diào)度運(yùn)維人員的工作量，提升計劃值下發(fā)的高效及可靠性。
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在運(yùn)行日前發(fā)布次日電力電量平衡計劃后，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況，為保證發(fā)供電平衡和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，調(diào)度機(jī)構(gòu)會在運(yùn)行日對計劃實(shí)時進(jìn)行修改[1-4]。調(diào)峰、調(diào)頻解耦的關(guān)鍵在于合理分?jǐn)傆捎谟媱澬薷?、電源出力波動、?fù)荷波動帶來的日內(nèi)電力偏差。
目前已有學(xué)者對制訂日內(nèi)計劃進(jìn)行深入研究：文獻(xiàn)[5]提出一種考慮電量執(zhí)行進(jìn)度公平性的日內(nèi)計劃制訂方法；文獻(xiàn)[6]針對需求響應(yīng)中柔性負(fù)荷多變的情況，根據(jù)其價格及激勵模型，構(gòu)建了一種多時間尺度的日前-日內(nèi)-實(shí)時的協(xié)調(diào)調(diào)度模型；文獻(xiàn)[7]為應(yīng)對跨區(qū)新能源消納系統(tǒng)中存在的不確定性，提出了一種計及新能源預(yù)測不確定性的跨區(qū)域日前-日內(nèi)調(diào)度模型；文獻(xiàn)[8]提出一種虛擬電廠參與日內(nèi)計劃機(jī)制，提高了虛擬電廠內(nèi)部的可調(diào)整資源利用率。也有部分學(xué)者研究調(diào)度策略時將水電機(jī)組振動區(qū)考慮在內(nèi)：文獻(xiàn)[9]結(jié)合水電站自動發(fā)電控制(automatic generation control，AGC)機(jī)組關(guān)于穿越振動區(qū)的安全性需求，構(gòu)建了基于穿越振動區(qū)風(fēng)險控制的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配模型，減少機(jī)組穿越振動區(qū)次數(shù)；文獻(xiàn)[10]提出一種主動穿越振動區(qū)控制策略，能夠主動將功率參考值上拉或下拉至振動區(qū)外，避免機(jī)組運(yùn)行在振動區(qū)。目前主流的研究并未提出新能源、小水電、負(fù)荷波動或人工日內(nèi)計劃修改后，電力偏差分?jǐn)偟慕鉀Q方案，也未考慮水電機(jī)組振動區(qū)對偏差分?jǐn)偟挠绊憽?/p>
本文提出一種考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒?，根?jù)梯隊電廠的備用容量比例進(jìn)行偏差分?jǐn)偅⒖紤]水電機(jī)組振動區(qū)的影響，對分?jǐn)偨Y(jié)果進(jìn)行修正。
1 電力偏差計算模型
電力偏差包括發(fā)電側(cè)電力偏差和用電側(cè)電力偏差?？傠娏ζ顬橛秒妭?cè)電力偏差與發(fā)電側(cè)偏差之差，即
ΔPtotal=ΔPload-ΔPgen.
式中：ΔPtotal為總電力偏差；ΔPload為用電側(cè)電力偏差；ΔPgen為發(fā)電側(cè)電力偏差。
1.1 發(fā)電側(cè)電力偏差
發(fā)電側(cè)電力偏差由徑流式水電廠、非徑流式水電廠、火電廠、新能源電廠等構(gòu)成。
1.1.1 徑流式水電廠
徑流式水電站的電站庫容很小，不能起到有效的調(diào)節(jié)作用，不能人為改變天然徑流的水流過程，發(fā)電量僅依靠來水決定，又稱無調(diào)節(jié)能力水電站[11]。徑流式水電站的調(diào)節(jié)能力受氣象、自然地理、流域特性等因素的影響，徑流水電出力為不確定的隨機(jī)變量[12-13]。因此，徑流式水電的電力偏差計算公式為
1.1.2 非徑流式水電廠
與徑流式水電廠不同，非徑流式水電廠具有水庫，能夠通過調(diào)節(jié)進(jìn)出水來實(shí)現(xiàn)出力的調(diào)節(jié)，其實(shí)時出力可以較好地跟隨計劃值。因此，非徑流式水電廠的電力偏差計算公式為
1.1.3 火電廠
火電廠的電力偏差計算公式為
1.1.4 新能源電廠
新能源電廠主要包括光伏電廠和風(fēng)電廠，其出力受光照、風(fēng)速、風(fēng)向、溫度等自然因素影響較大，呈現(xiàn)出隨機(jī)波動特性[14-16]。新能源電廠的實(shí)際出力往往與計劃值相去甚遠(yuǎn)，且現(xiàn)有的功率預(yù)測系統(tǒng)無法準(zhǔn)確預(yù)測未來出力，考慮到偏差計算點(diǎn)通常為未來2 h之內(nèi)，因此采用其實(shí)時出力替代日內(nèi)計劃，對應(yīng)的電力偏差計算公式為
1.2 用電側(cè)電力偏差
本文電力偏差分?jǐn)偹惴▋H針對省內(nèi)偏差，因此用電側(cè)電力偏差包括省內(nèi)負(fù)荷以及特殊送電計劃。
1.2.1 省內(nèi)負(fù)荷
省內(nèi)負(fù)荷為省內(nèi)各類負(fù)荷的總和，其未來短時間內(nèi)出力可由超短期負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)預(yù)估，因此省內(nèi)負(fù)荷的電力偏差計算公式為
1.2.2 特殊送電計劃
“西電東送”屬于特殊送電計劃，認(rèn)為送端省份的電力偏差屬于發(fā)電側(cè)偏差，而受端省份的電力偏差屬于用電側(cè)偏差。以送端省份為例，省內(nèi)“西電東送”電力偏差可表示為
1.3 日內(nèi)電力偏差組成因素
綜上，可以看出日內(nèi)電力偏差由以下幾個因素組成：①徑流式電站和新能源電廠出力的波動；②省內(nèi)負(fù)荷的波動；③常規(guī)電廠計劃日內(nèi)被修改；④特殊送電計劃，如“西電東送”的日內(nèi)修改。
2 日內(nèi)電力偏差滾動分?jǐn)偰Ｐ?/h2>2.1 水電廠開機(jī)組合和振動區(qū)計算
水電廠在發(fā)電過程中，若出現(xiàn)出力不合理的情況，會導(dǎo)致水輪機(jī)組振擺過大，影響機(jī)組的安全運(yùn)行和使用壽命[17-19]。在安排水輪機(jī)組時，需充分考慮振動區(qū)的影響，避免機(jī)組運(yùn)行在振動區(qū)。
通常水輪機(jī)組的運(yùn)行區(qū)間可分為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間、許可運(yùn)行區(qū)間和禁止運(yùn)行區(qū)間。水輪機(jī)組運(yùn)行在許可運(yùn)行區(qū)間會對機(jī)組產(chǎn)生一定的損害，但是不會造成故障；運(yùn)行在禁止運(yùn)行期間，極易對機(jī)組造成嚴(yán)重破壞；運(yùn)行在穩(wěn)定區(qū)間，機(jī)組振動較小，穩(wěn)定性較好[20]。本文在計算水電廠出力的時候，避開機(jī)組的禁止運(yùn)行區(qū)間和許可運(yùn)行區(qū)間，認(rèn)為兩者都屬于機(jī)組的振動區(qū)。
2.1.1 全廠振動區(qū)計算
電力偏差的計算考慮水電廠全廠的振動區(qū)，因此需根據(jù)機(jī)組的振動區(qū)來計算全廠的等效振動區(qū)。一般情況下水電廠全廠的機(jī)組型號相同，即每臺機(jī)組的額定容量和振動區(qū)相同，則全廠振動區(qū)可通過全廠最大出力范圍內(nèi)扣除穩(wěn)定區(qū)間得到。
全廠最大出力范圍
Ptotal=[0,nPr].
式中：n為機(jī)組數(shù)目；Pr為單機(jī)額定容量。
全廠穩(wěn)定區(qū)間
Prun=(aPr,Pr]∪(2aPr,2Pr]∪…
∪(naPr,nPr].
式中a為單機(jī)振動區(qū)占單機(jī)額定容量的比例。
全廠振動區(qū)為
Pvib=PtotalPrun,
即Prun在Ptotal中的補(bǔ)集。
部分電廠存在機(jī)組包含多個振動區(qū)、機(jī)組振動區(qū)下限非零、多個機(jī)組振動區(qū)不同的情況，此時全廠出力區(qū)間可以通過機(jī)組穩(wěn)定區(qū)間取排列組合獲得，全廠振動區(qū)可以通過最大出力范圍與出力區(qū)間取補(bǔ)集得到，具體如下：
Prun,i=Pr,iPvib,i.
全廠的穩(wěn)定區(qū)間Prun可由所有機(jī)組的單機(jī)穩(wěn)定區(qū)間的排列組合獲得，進(jìn)而通過公式Pvib=PtotalPrun可以獲得全廠的振動區(qū)。
2.1.2 開機(jī)組合計算
開機(jī)方式指電廠所開機(jī)組，開機(jī)組合指電廠為滿足全廠計劃出力可安排的開機(jī)方式組合，開機(jī)組合對電廠的影響包括：①電廠計劃下發(fā)前后應(yīng)保證開機(jī)方式不能差別太大，否則將增加啟停機(jī)組數(shù)目，帶來不穩(wěn)定性；②合理的開機(jī)方式能夠保證電廠的正、負(fù)備用均衡，以應(yīng)對正負(fù)調(diào)節(jié)需求。
省內(nèi)滾動優(yōu)化調(diào)度計算完成后，計算電廠在此出力下的可能開機(jī)組合。對于某水電廠，給定日計劃任一時刻的全廠出力后，其開機(jī)臺數(shù)范圍可表示為：
2.2 日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偹惴?/h3>
日內(nèi)電力偏差分?jǐn)傄罁?jù)日前方式提供的電廠梯隊和實(shí)時正負(fù)備用容量，對省內(nèi)電力偏差按非徑流式水電和火電的備用容量比例分?jǐn)傊撂蓐犽姀S。分?jǐn)傠娏ζ顣r按梯隊優(yōu)先級逐級調(diào)用梯隊電廠，同一梯隊內(nèi)的電廠按照正、負(fù)備用比例分?jǐn)偅?dāng)前優(yōu)先級電廠分?jǐn)偤笫Ｓ嚯娏ζ钣上乱患夒姀S承擔(dān)。總體的計算流程如圖1所示。
3 實(shí)例分析
基于南瑞繼保開發(fā)的Sophic平臺，通過C++編寫算法程序，以云南電力調(diào)度控制中心現(xiàn)場數(shù)據(jù)(表1)為例，驗(yàn)證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
圖1 日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偹惴鞒蘁ig.1 Allocation algorithm flowchart of intraday power scheduling deviation
表1 振動區(qū)數(shù)據(jù)Tab.1 Vibration zone data
根據(jù)2.1.1節(jié)中全廠振動區(qū)的計算公式，可以得出：電廠1振動區(qū)為(0, 160 MW)、(225 MW, 320 MW)、(450 MW, 480 MW)；電廠2振動區(qū)為(0, 200 MW)、(350 MW, 400 MW)；電廠3振動區(qū)為(0, 165 MW)。
以云南電力調(diào)度控制中心實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)日內(nèi)計劃及電力偏差數(shù)據(jù)為依據(jù)，驗(yàn)證本文所提考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒ǖ恼_性。計劃值以288點(diǎn)為例，即每個計劃值之間間隔5 min。部分日內(nèi)計劃、電力偏差及分?jǐn)偨Y(jié)果數(shù)據(jù)見表2。
表2 部分電力偏差分?jǐn)偨Y(jié)果Tab.2 Partial results of intraday power scheduling deviation allocation MW
全天電力偏差及梯隊1電廠備用容量如圖2所示，其中：電力偏差為正時，展示的是電廠正備用；電力偏差為負(fù)時，展示的是電廠負(fù)備用。日內(nèi)計劃修正結(jié)果如圖3—圖5所示。
圖2 日內(nèi)電力偏差及梯隊1備用容量Fig.2 Intraday power scheduling deviation and reserve capacity of echelon one
對比表2和圖2可以看出：①00：00—00：25期間，梯隊1電廠的備用容量遠(yuǎn)大于日內(nèi)電力偏差，但是若將全部偏差全部分?jǐn)偨o梯隊1電廠，則將導(dǎo)致梯隊1電廠出力達(dá)到全廠振動區(qū)，因此將日內(nèi)計劃修正值限制在振動區(qū)限值，偏差不平衡量由下一梯隊電廠分?jǐn)偅虎?2：00—12：25期間，日內(nèi)電力偏差大于梯隊1電廠備用容量，梯隊1電廠分?jǐn)偤蟮钠畈黄胶饬坑上乱惶蓐犽姀S分?jǐn)偂?/p>
圖3 電廠1日內(nèi)計劃及修正值Fig.3 Intraday power scheduling and its modification value of power plant one
圖4 電廠2日內(nèi)計劃及修正值Fig.4 Intraday power scheduling and its modification value of power plant two
圖5 電廠3日內(nèi)計劃及修正值Fig.5 Intraday power scheduling and its modification value of power plant three
由圖3—圖5可以看出：梯隊1電廠的備用容量得到較大程度的調(diào)用，其分?jǐn)偛涣说钠盍坑商蓐?電廠分?jǐn)?，即?yōu)先利用梯隊1電廠的優(yōu)質(zhì)備用資源。
4 結(jié)論
基于電力現(xiàn)貨市場調(diào)峰、調(diào)頻解耦的需求，本文所提考慮水電機(jī)組振動區(qū)的日內(nèi)電力偏差分?jǐn)偡椒軌驅(qū)崿F(xiàn)以下目標(biāo)：
a)日內(nèi)偏差按指定梯隊順序調(diào)用電廠備用資源，提高優(yōu)質(zhì)、高速響應(yīng)的備用資源利用率；
b)充分考慮水電機(jī)組振動區(qū)的影響，修正后的日內(nèi)計劃避開全廠振動區(qū)，提高機(jī)組使用穩(wěn)定性和壽命；
c)針對由于避開振動區(qū)導(dǎo)致的電力偏差分?jǐn)偛黄胶饬?，進(jìn)一步分?jǐn)傊疗溆嚯姀S，保證在備用容量足夠的前提下，電力偏差能夠消除；
d)針對當(dāng)前梯隊電廠備用容量不足以平衡電力偏差的情況，利用備用梯隊電廠來平衡上一梯隊分?jǐn)偤蟮碾娏ζ畈黄胶饬?，保證較大電力偏差情況下的偏差消除；
e)改善當(dāng)前主流的電力偏差手動修改模式，減小調(diào)度運(yùn)維人員的工作量，提升計劃值下發(fā)的高效及可靠性。
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