黃兆棽，袁泉，王巍，李鵬，孫宇軍，辛茹

(1.中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣東 廣州 510663；2. 北京清能互聯(lián)科技有限公司，北京 100084)

我國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)已逐步從省級市場起步發(fā)展至省間融合階段，現(xiàn)貨交易組織的規(guī)模不斷擴(kuò)大，越來越多機組的日前調(diào)度計劃需要根據(jù)市場出清結(jié)果來決定[1-2]。規(guī)?；氖〖?、區(qū)域現(xiàn)貨市場聯(lián)合運營，需要面對復(fù)雜多樣的運行約束條件，電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、可靠運行的難度急劇增大[3-5]。日前調(diào)度的邊界條件具有復(fù)雜的耦合特征，交易組織前制定的邊界條件使得現(xiàn)貨出清結(jié)果難以滿足全部斷面安全約束的要求時，應(yīng)實施必要的校正[6-8]?，F(xiàn)貨市場運營背景下，需要合理高效完成調(diào)度計劃的校正，并將校正的原因、過程及影響納入市場信息披露的范疇，由此保障現(xiàn)貨交易的客觀性以及系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性、安全性[9]；因此，現(xiàn)貨市場條件下的調(diào)度計劃校正方法，是值得研究和探討的問題。

現(xiàn)有研究中，常見的調(diào)度計劃校正策略主要包括基于有功靈敏度[10-11]、基于調(diào)度計劃優(yōu)化[12-13]以及基于數(shù)據(jù)驅(qū)動[14-16]等方法。有功靈敏度法主要是根據(jù)在運機組對越限的斷面有功靈敏度大小，選擇性地調(diào)減/調(diào)增正/負(fù)靈敏度較大的機組出力，由此消除安全越限。這種方法僅考慮了某一越限或重載的斷面[11]，未能充分考慮其他斷面負(fù)載率的變化，可能使得調(diào)整后出現(xiàn)其他斷面越限的情況?；谡{(diào)度計劃優(yōu)化的方法通常是根據(jù)安全校核越限的結(jié)果，重新對調(diào)度計劃進(jìn)行優(yōu)化計算。該方法雖然全面考慮了約束條件的影響，但本質(zhì)上是重新對全部的發(fā)電計劃進(jìn)行調(diào)整，沒有考慮到校正的高效性，有可能出現(xiàn)調(diào)整的機組數(shù)量較多、但是每臺機組調(diào)整量很小的情況[12]，為校正策略的執(zhí)行帶來較大的難度。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，是通過將大量的復(fù)雜計算前移到離線階段來提高在線計算性能[14]。該方法需要依賴大量的歷史運行數(shù)據(jù)積累，且主要針對邊界相對固定的實時調(diào)度場景，對于日前調(diào)度計劃校正的適用性還有待提高。

為了改進(jìn)現(xiàn)有調(diào)度計劃校正策略的效果，部分研究學(xué)者提出了基于靜態(tài)安全距離的校正方法，利用安全域能夠考慮越限約束與未越限約束相互影響的特點[17-18]，更好地兼顧機組調(diào)整的全局性和高效性。文獻(xiàn)[19]提出了靜態(tài)安全距離靈敏度的概念，主要將其用于單時段的實時有功校正，沒有考慮到連續(xù)時段耦合約束的影響。文獻(xiàn)[20]針對現(xiàn)貨市場條件下日前調(diào)度計劃的特點，將靜態(tài)安全域原理用于非市場化機組的連續(xù)時段出力調(diào)整，擬通過非市場化機組的校正來修改日前現(xiàn)貨市場出清的邊界條件；但該方法在建模和求解的過程中，僅以非市場化機組出力作為決策變量，并未充分發(fā)揮非市場化機組校正的潛力，在機組數(shù)目較多、運行條件復(fù)雜的區(qū)域現(xiàn)貨出清的場景下，調(diào)度計劃校正的效果有限。

基于此，本文提出一種現(xiàn)貨市場條件下的調(diào)度計劃綜合校正策略。首先通過松弛斷面?zhèn)鬏斎萘考s束的靜態(tài)安全距離求解，評估安全越限嚴(yán)重程度并衡量非市場化機組的校正潛力；其次，根據(jù)各越限時段的靜態(tài)安全距離評估結(jié)果，計算全部機組的靜態(tài)安全距離靈敏度，再以校正機組數(shù)量最少為前提，確定調(diào)度計劃綜合校正的對象；之后，構(gòu)建滿足現(xiàn)貨出清約束條件的調(diào)度計劃校正模型，并求解得到逐時段的調(diào)度計劃校正結(jié)果；最后，以校正后的非市場化機組出力作為邊界，重新完成現(xiàn)貨市場出清優(yōu)化，得到最終的日前調(diào)度計劃?；谀硡^(qū)域現(xiàn)貨市場運行的邊界數(shù)據(jù)構(gòu)建測試實例，分析僅以非市場化機組作為校正優(yōu)化對象的局限性，以及非市場化機組與市場化機組的聯(lián)合優(yōu)化的效果，驗證本文模型與方法的有效性。

1 現(xiàn)貨市場的調(diào)度計劃校正策略及改進(jìn)思路

部分省級、區(qū)域現(xiàn)貨市場模式下，日前現(xiàn)貨市場出清得到的調(diào)度計劃曲線，雖然不會最終決定市場化機組是否按此計劃執(zhí)行，但是該結(jié)果會作為市場化機組偏差結(jié)算的依據(jù)，日前調(diào)度計劃曲線的不同，可能會對市場化機組的結(jié)算費用產(chǎn)生影響。按照市場組織的公平性原則，市場化機組的日前調(diào)度計劃，是在調(diào)度機構(gòu)向市場主體發(fā)布邊界條件信息、市場化機組提交報價后，通過市場出清的計算得到。非市場化機組的日前調(diào)度計劃曲線，是交易出清前的邊界條件之一。

當(dāng)預(yù)設(shè)的邊界條件不合理，導(dǎo)致市場化機組的調(diào)度優(yōu)化無法得到滿足全部約束條件的可行解時，需要調(diào)整預(yù)設(shè)的邊界條件。非市場化機組的調(diào)度計劃作為邊界條件之一，校正消除斷面越限以后，相當(dāng)于市場化機組調(diào)度計劃的邊界條件發(fā)生了改變。因此，為遵循市場組織的客觀性、公平性原則，基于調(diào)整后的邊界，根據(jù)報價再重新計算得到市場化機組最終的調(diào)度計劃。

實際上，盡管非市場化機組出力是市場出清的邊界條件，但在電力平衡、斷面?zhèn)鬏斎萘康燃s束條件形成的調(diào)度可行域內(nèi)，非市場化機組出力與市場化機組出力會相互影響。調(diào)度計劃校正的過程中，僅以非市場化機組作為優(yōu)化變量導(dǎo)致校正模型無解，并不代表通過調(diào)度計劃的校正一定無法得到滿足全部斷面?zhèn)鬏斎萘考s束的結(jié)果。

因此，為了更合理地評估現(xiàn)貨市場環(huán)境下非市場化機組的校正效果，本文基于靜態(tài)安全域原理改進(jìn)校正策略。在安全越限程度的評估以及日前調(diào)度計劃校正的過程中，構(gòu)建考慮松弛約束的靜態(tài)安全域模型：若求得的靜態(tài)安全距離結(jié)果中，松弛變量均為0，說明非市場化機組調(diào)整的潛力較大，采用已有的方法完成發(fā)電計劃的校正即可；否則，重新將市場化機組和非市場化機組均作為決策對象納入靜態(tài)安全距離求取和校正優(yōu)化模型，充分考慮非市場化機組與市場化機組的聯(lián)合尋優(yōu)潛力，提高調(diào)度計劃校正的有效性。

確定新的出清邊界條件后，僅將此前得到的非市場化機組出力固定，再根據(jù)報價優(yōu)化市場化機組的出力，得到最終的日前調(diào)度計劃。本文所提方法的設(shè)計思路如圖1所示。

圖1 現(xiàn)貨市場出清的調(diào)度計劃校正決策思路

2 機組消除調(diào)度計劃越限的有效性評估

2.1 帶松弛約束的靜態(tài)安全距離分析

為了更好地突出本文調(diào)度計劃校正的原理，在靜態(tài)安全距離模型、調(diào)度計劃校正模型的約束條件表述中，主要列出了省級電網(wǎng)調(diào)度計劃需要考慮的有功平衡、機組調(diào)節(jié)功率范圍、斷面?zhèn)鬏斎萘肯拗频燃s束條件。已有的靜態(tài)安全距離建模中，主要采用剛性約束的表達(dá)方式，通過求解機組出力作為決策變量的二次規(guī)劃模型，得到當(dāng)前運行點的靜態(tài)安全距離dSSD：

(1)

(2)

2.2 發(fā)電計劃校正對象的選取

基于現(xiàn)貨市場預(yù)出清得到的日前調(diào)度計劃，由式(2)模型求得各個越限時段的靜態(tài)安全距離，用于量化表征將該時段調(diào)度計劃調(diào)整至不越界所需要的代價。靜態(tài)安全距離向量揭示了有功校正的最優(yōu)方向，因此可以借助其分析各臺機組單位出力變化時，機組對于減少越限安全距離的效果，該效果可以通過安全距離靈敏度εd,t,i來衡量，

(3)

對于調(diào)度計劃校正而言，需要關(guān)注的不僅僅是機組出力對于安全距離的靈敏度，還需要考慮機組在該時段的調(diào)節(jié)能力，由此綜合反映機組對于消除安全越限的效果，從而更合理地選擇校正的機組范圍?；诖?，定義通過上調(diào)機組k的出力來消除時段t安全越限的貢獻(xiàn)度指標(biāo)

(4)

(5)

同理，通過下調(diào)機組p的出力來消除時段t安全越限的貢獻(xiàn)度指標(biāo)

(6)

(7)

3 日前現(xiàn)貨市場的調(diào)度計劃綜合校正

根據(jù)第2章的靜態(tài)安全距離分析結(jié)果，若僅對非市場化機組進(jìn)行優(yōu)化決策使得式(2)模型解的松弛變量不為0時，應(yīng)考慮通過非市場化機組與市場化機組之間的協(xié)調(diào)，提高非市場化機組的邊界調(diào)整能力。具體而言，先對全部機組展開安全距離靈敏度分析，并測算其對消除安全越限的貢獻(xiàn)度指標(biāo)，然后優(yōu)先選取排序靠前的增出力、降出力機組納入時段t的綜合校正模型，模型的目標(biāo)函數(shù)為

(8)

需要滿足日前調(diào)度計劃的以下約束條件：

電力電量平衡約束

(9)

增出力機組的最大技術(shù)出力約束

(10)

降出力機組的最小技術(shù)出力約束

(11)

機組的爬坡約束

(12)

機組日發(fā)電量約束

(13)

斷面?zhèn)鬏斎萘考s束

(14)

式中Tl,t,base為調(diào)度計劃校正前安全約束l計劃傳輸?shù)挠泄β省?/p>

本文提及的調(diào)度計劃校正綜合校正的策略，其主要目的是提高非市場化機組調(diào)度計劃的校正潛力，輔助交易組織機構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)貨市場交易組織、市場化機組日前調(diào)度計劃的邊界管理。所提方法能夠兼顧省級、區(qū)域現(xiàn)貨市場組織的場景。

區(qū)域現(xiàn)貨市場背景下的調(diào)度實踐中，考慮到不同省區(qū)之間通過交直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)，在市場化機組調(diào)度成本的目標(biāo)函數(shù)中，需新增交直流聯(lián)絡(luò)線網(wǎng)損的分項，約束條件中要新增交直流聯(lián)絡(luò)線傳輸容量約束、框架協(xié)議電量約束、聯(lián)絡(luò)線網(wǎng)損約束。除了每臺機組的最大、最小出力限值要求以外，針對部分機組群，還存在總發(fā)電功率的上、下限約束，以及受限于一次能源供應(yīng)的電量約束。交直流聯(lián)絡(luò)線約束、機組群出力約束的建?？蓞⒄瘴墨I(xiàn)[21]，受限于篇幅不再贅述。

基于此，對日前調(diào)度計劃綜合校正的步驟總結(jié)如下：

步驟1，基于靜態(tài)安全距離分析的結(jié)果，按照越限的嚴(yán)重性對各個時段進(jìn)行降序排列，并對各時段的機組貢獻(xiàn)度指標(biāo)進(jìn)行排序。

步驟2，先選取越限最為嚴(yán)重的時段，根據(jù)機組的貢獻(xiàn)度指標(biāo)排序結(jié)果，分別選擇增出力機組和降出力機組的隊列中第1序位的機組，一并納入調(diào)度計劃校正的對象，求解式(8)—(14)的優(yōu)化模型。如果模型無解，再新增貢獻(xiàn)度指標(biāo)在下一序位的機組進(jìn)行校正優(yōu)化，直至消除該時段越限。重復(fù)步驟1、2直至日前計劃調(diào)度的各個時段越限均消除。

步驟3，基于前2個步驟計算獲得的現(xiàn)貨市場出清可行的邊界條件，將其中的非市場化機組的出力固定，求解日前現(xiàn)貨市場出清模型，得到最終的日前調(diào)度計劃。

值得說明的是，僅在調(diào)度計劃校正模型中優(yōu)化非市場化機組出力無法獲得可行邊界時，在步驟1、2中會考慮非市場化機組出力與市場化機組出力的協(xié)調(diào)配合；基于步驟2求得的市場化機組的校正出力，不一定是最終的市場化機組的調(diào)度計劃，需要在步驟3根據(jù)市場主體的報價，重新求解現(xiàn)貨市場出清模型后，才能確定市場化機組的日前調(diào)度計劃，以此保證現(xiàn)貨市場出清的客觀性。

非市場化機組在不同時段的上網(wǎng)電量，均按照政策規(guī)定的上網(wǎng)電價或優(yōu)先發(fā)電價格結(jié)算，調(diào)度機構(gòu)遵守“三公調(diào)度”的原則下達(dá)非市場化機組的執(zhí)行電量。如果現(xiàn)貨出清的邊界條件不合理導(dǎo)致市場化機組的發(fā)電計劃優(yōu)化沒有可行解，此時通過調(diào)度計劃實施安全校正，可能導(dǎo)致原來非市場化機組的計劃發(fā)電量增加或者減少。這種情況應(yīng)在后續(xù)運行日的計劃編制中根據(jù)“三公調(diào)度”原則予以追補，并按照政策規(guī)定的上網(wǎng)電價或優(yōu)先發(fā)電價格結(jié)算。對于市場化機組而言，只需根據(jù)調(diào)度計劃校正、重新出清后的調(diào)度計劃曲線，與中長期交易中確定的日前分解曲線進(jìn)行偏差結(jié)算。

4 算例分析

4.1 算例條件說明

基于某區(qū)域市場的日前調(diào)度運行邊界數(shù)據(jù)構(gòu)造算例，以96個日前調(diào)度時段的數(shù)據(jù)驗證本文所提模型與方法。區(qū)域電網(wǎng)日前計劃在運的市場化機組711臺，非市場化機組155臺；斷面?zhèn)鬏斎萘考s束的數(shù)量為575條；日前負(fù)荷預(yù)測如圖2所示。

圖2 日前負(fù)荷預(yù)測曲線

開展現(xiàn)貨市場出清的安全校正時，考慮到市場化交易的客觀性、經(jīng)濟(jì)性原則，非市場化機組校正的優(yōu)先級一般會高于市場化機組。只有當(dāng)非市場化機組的單獨校正沒有辦法消除安全越限時，才將市場化機組也納入安全校正的范疇。結(jié)合本文原理部分的論述，本章算例主要是為了驗證：在安全越限的極端場景下，僅校正非市場化機組的局限性，并分析非市場化機組與市場化機組聯(lián)合校正的效果及影響。

基于此，算例首先利用靜態(tài)安全域理論評估日前預(yù)出清結(jié)果的越限情況，分析現(xiàn)有方法在校正模型中僅優(yōu)化非市場化機組可能導(dǎo)致的局限性；然后基于本文所提方法，在校正優(yōu)化的過程中充分考慮不同類型機組之間協(xié)調(diào)配合的潛力，驗證其能夠提高非市場化機組的邊界調(diào)整能力；最后，將校正優(yōu)化得到的非市場化機組出力計劃作為邊界條件，重新求解現(xiàn)貨市場出清模型，得到市場化機組的日前調(diào)度計劃，驗證所提方法有助于保障現(xiàn)貨市場條件下的電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行。

4.2 預(yù)出清結(jié)果與非市場化機組校正的局限性

4.2.1 現(xiàn)貨市場預(yù)出清的越限情況分析

在市場主體報價前，交易組織機構(gòu)應(yīng)發(fā)布非市場化機組出力計劃、關(guān)鍵斷面的傳輸限值等邊界條件。這些邊界條件對現(xiàn)貨出清的影響，主要是通過電力平衡、斷面?zhèn)鬏斎萘考s束來體現(xiàn)。然后，進(jìn)行日前現(xiàn)貨市場預(yù)出清計算，校核發(fā)現(xiàn)最嚴(yán)重的時段越限斷面數(shù)量為3，部分時段的最大斷面越限功率超過60 MW。各時段的越限斷面數(shù)量和最大越限功率如圖3所示。

圖3 日前預(yù)出清結(jié)果中各時段的越限情況

日前預(yù)設(shè)的邊界條件使得現(xiàn)貨市場出清過程中，僅通過市場化機組的優(yōu)化無法得到滿足全部安全約束的解。因此現(xiàn)貨預(yù)出清計算的結(jié)果中，斷面松弛變量的結(jié)果并不為0。從斷面有功潮流和越限數(shù)量來看，越限較為嚴(yán)重的時段主要分布在第40時段附近，需要進(jìn)一步對日前調(diào)度計劃進(jìn)行校正。

4.2.2 非市場機組校正的局限性

為了驗證僅以非市場化機組作為校正優(yōu)化變量的局限性，以全天的靜態(tài)安全距離之和最小為目標(biāo)，將非市場化機組出力和斷面?zhèn)鬏斎萘康乃沙谧兞孔鳛闆Q策變量構(gòu)建優(yōu)化模型并求解，得到最大越限功率、越限斷面數(shù)量如圖4所示。

圖4 僅調(diào)節(jié)非市場化機組導(dǎo)致的約束松弛結(jié)果

比較圖4和圖3可知，雖然越限斷面數(shù)量、越限的時段數(shù)有所增加，但是圖4所示優(yōu)化結(jié)果中，斷面越限的功率較圖3的數(shù)值有很大幅度的降低。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因為：2種方法均考慮了斷面約束松弛的連續(xù)時段優(yōu)化問題，當(dāng)結(jié)果中出現(xiàn)斷面越限(松弛變量不為0)時，目標(biāo)函數(shù)的取值主要由懲罰項決定。因此，相比之下，圖4中通過非市場化機組的優(yōu)化后各時段的越限功率顯著降低(懲罰項的數(shù)值也較圖3所示結(jié)果降低)，是通過新增部分?jǐn)嗝嬖较?、部分時段越限的結(jié)果換來的。圖4所示的結(jié)果仍有多個斷面存在越限，但是本小節(jié)的計算，主要是為了判斷僅優(yōu)化非市場化機組是否存在局限性，后續(xù)還需要通過全部機組的聯(lián)合優(yōu)化來消除越限。將全部機組作為決策變量，可以求解得到各時段的靜態(tài)安全距離結(jié)果，此時斷面安全約束的松弛變量為0。

綜上所述，在校正分析過程中僅考慮非市場化機組出力作為決策變量，沒有充分考慮不同機組之間的耦合調(diào)節(jié)能力，導(dǎo)致部分越限時段出現(xiàn)了松弛變量不為0的情況。若能在評估市場出清邊界的調(diào)整能力時，考慮到市場化機組和非市場化機組之間協(xié)調(diào)配合的潛力，有助于提高現(xiàn)貨市場條件下日前調(diào)度計劃的安全性。

4.3 調(diào)度計劃綜合校正的結(jié)果及影響

4.3.1 調(diào)度計劃的綜合校正結(jié)果分析

為了避免僅將非市場化機組作為決策變量導(dǎo)致校正結(jié)果不可行，將全部機組作為決策變量納入安全距離靈敏度分析和調(diào)度計劃的校正。各時段涉及的校正優(yōu)化機組臺數(shù)如圖5所示，調(diào)整功率如圖6所示。

圖5 各時段的校正機組臺數(shù)(本文所提方法)

圖6 各時段的調(diào)整功率(本文所提方法)

完成調(diào)度計劃校正后，通過全部機組出力的聯(lián)合優(yōu)化使得原來越限的安全約束均能得到滿足。至此形成的日前調(diào)度計劃，是滿足全部安全約束的一組可行解。校正優(yōu)化的結(jié)果中包含了非市場化、市場化機組的調(diào)整結(jié)果，僅將其中的非市場化機組日前調(diào)度計劃作為更新的邊界條件，重新完成現(xiàn)貨市場出清，得到最終的市場化機組日前調(diào)度計劃。

為了進(jìn)一步驗證本文方法的效果，將不考慮機組的貢獻(xiàn)度，僅針對越限時段將全部在運的機組納入調(diào)整，得到的校正機組臺數(shù)統(tǒng)計如圖7所示。比對圖5與圖7可知，大部分越限程度較弱的時段內(nèi)，調(diào)整的機組臺數(shù)明顯高于本文的方法，而且非市場化機組調(diào)整的臺數(shù)也明顯高于本文方法。由此驗證了本文方法有利于增強調(diào)度計劃校正的針對性，減少校正的機組數(shù)目。

圖7 各時段的校正機組臺數(shù)(全部機組納入校正)

有部分時段校正機組臺數(shù)下降不明顯(比如時段39和時段41)，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因主要在于：算例場景中存在相鄰時段同時越限，由于爬坡約束的存在，當(dāng)前一越限程度最為嚴(yán)重的時段校正后，相鄰越限時段的機組可調(diào)節(jié)范圍發(fā)生了改變。上述改變一方面使得相鄰時段校正機組的可調(diào)節(jié)范圍縮小，可能需要更多的機組來參與調(diào)整才能消除越限，另一方面使得機組消除越限的貢獻(xiàn)度排序發(fā)生了變化，按照現(xiàn)貨市場預(yù)出清得到的貢獻(xiàn)度序位選擇機組來校正，限制了校正機組臺數(shù)的降低。本文采用的實際工程算例，是基于預(yù)出清后的貢獻(xiàn)度排序來選擇校正機組，所以在部分相鄰越限時段的調(diào)整過程中可能會導(dǎo)致先調(diào)整的時段校正機組臺數(shù)減少的情況，比后調(diào)整的時段校正機組臺數(shù)減少的情況更為明顯。另外，對于離散的、不受到相鄰時段校正結(jié)果影響的越限時段(比如圖5和圖7中最靠前的一個時段與最靠后的兩個時段)，使用本文所提方法校正機組的臺數(shù)下降也較為明顯。

從理論的角度而言，每次對越限時段t進(jìn)行校正后，重新計算時段t-1和時段t+1的機組貢獻(xiàn)度序位，會使得結(jié)果的趨優(yōu)性更強，但同時也會增加算法的復(fù)雜度。本研究相關(guān)的工程實踐開發(fā)中，目前近似以現(xiàn)貨預(yù)出清越限結(jié)果得到的貢獻(xiàn)度排序，來設(shè)定各時段校正機組的序位。后續(xù)應(yīng)根據(jù)實際條件的改變，驗證相鄰時段重新求靜態(tài)安全距離、更新機組貢獻(xiàn)度排序后的校正效果，再進(jìn)一步評判是否應(yīng)該增加每次校正后重新計算相鄰時段的貢獻(xiàn)度排序的環(huán)節(jié)。

4.3.2 調(diào)度計劃綜合校正的影響分析

基于現(xiàn)貨市場的背景，調(diào)度計劃經(jīng)濟(jì)性主要是體現(xiàn)在市場化機組方面(市場化機組的報價不同，可能導(dǎo)致出清結(jié)果的差異，從而對調(diào)度成本產(chǎn)生影響)。非市場化機組一般是按照標(biāo)桿上網(wǎng)電價結(jié)算，只是針對超發(fā)或少發(fā)的非市場化機組的電量，會在后續(xù)運行日的發(fā)電計劃編制過程中進(jìn)行追補處理。從長周期運行來看，只要保證非市場化機組校正的增調(diào)電量等于減調(diào)電量，無論校正后的發(fā)電計劃如何改變，并不會直接影響非市場化機組的結(jié)算費用。因此，本節(jié)從市場化機組的調(diào)度成本來衡量調(diào)度計劃的經(jīng)濟(jì)性。

為了進(jìn)一步驗證調(diào)度計劃綜合校正的影響，基于4.3.1節(jié)的結(jié)果重新完成現(xiàn)貨市場出清計算，定義并簡述3個場景下的成本如下：

場景M1的成本：是指調(diào)度計劃校正前，通過現(xiàn)貨市場預(yù)出清得到的調(diào)度成本，該場景下仍然存在安全約束越限；

場景M2的成本：是指市場化機組和非市場化機組參與聯(lián)合校正以后得到的調(diào)度成本，該場景下已經(jīng)通過校正消除了安全約束越限；

場景M3的成本：是指市場化機組和非市場化機組參與校正后，基于校正后的邊界條件，重新根據(jù)市場報價進(jìn)行出清優(yōu)化得到的調(diào)度成本，該場景下也消除了安全約束越限。

從原理上分析，一方面，場景M2求得的調(diào)度計劃是一個滿足全部約束條件的日前現(xiàn)貨出清問題的可行解，場景M3下求得的調(diào)度計劃是基于可行解的邊界進(jìn)一步優(yōu)化得到結(jié)果，因此場景M3的調(diào)度成本小于場景M2的調(diào)度成本。另一方面，與場景M2、M3均要滿足全部斷面?zhèn)鬏斎萘考s束相比，場景M1下則是突破了部分?jǐn)嗝鎮(zhèn)鬏斎萘考s束后才得到調(diào)度計劃的結(jié)果，因此場景M1比場景M3求解問題的尋優(yōu)空間更大，場景M1的成本應(yīng)小于場景M3的成本。

但是，根據(jù)最終的計算結(jié)果，場景M1、M2和M3下得到的調(diào)度成本分別為54 286萬元、54 291萬元和54 012萬元。結(jié)果與直觀分析的情況存在差異，即M1場景的成本大于M3場景的成本。

上述現(xiàn)象的主要原因在于：聯(lián)合校正優(yōu)化時，只能保證全部機組的增調(diào)電量等于減調(diào)電量，不能保證非市場化部分的增調(diào)和減調(diào)電量相等，不再能夠保證安全校正前后市場化機組的總發(fā)電量保持不變，從而可能會產(chǎn)生一部分市場化發(fā)電與用電不平衡的電量，導(dǎo)致安全校正后調(diào)度成本變化的不確定性。因此，不能直接得出哪一種校正模式在結(jié)算時會具有更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。如果由于調(diào)度計劃校正使得非市場化機組減發(fā)電量，可能會導(dǎo)致校正前的調(diào)度成本小于校正后的調(diào)度成本，反之亦然。

由此說明，在現(xiàn)貨市場的邊界調(diào)整過程中，若能通過非市場化機組范圍內(nèi)的計劃調(diào)整使得出清結(jié)果滿足斷面?zhèn)鬏斚拗档囊?，則盡量優(yōu)先調(diào)整非市場化機組，保證計劃發(fā)電調(diào)整量的平衡；如果確實由于運行邊界的原因?qū)е路鞘袌龌瘷C組內(nèi)部調(diào)整能力受限，需要通過全部機組的調(diào)度計劃優(yōu)化來消除越限時，可能會引起部分的發(fā)用電計劃電量不平衡，此時產(chǎn)生的偏差費用需要在相關(guān)的市場運營機制予以應(yīng)對，通過市場監(jiān)管和披露機制保證調(diào)度計劃調(diào)整的合理性。

此外，實踐應(yīng)用中還需要進(jìn)一步考慮調(diào)度計劃校正耗時的影響。調(diào)度計劃校正的耗時主要在調(diào)度計劃的校正環(huán)節(jié)，按照理論部分的闡述，針對每一個越限時段，校正機組的選擇都是從0開始，每次選擇貢獻(xiàn)度排序最高的1臺增出力機組和1臺降出力機組。如果在越限程度較為嚴(yán)重的場景下，可能需要較多臺機組的調(diào)度計劃校正才能消除越限，此時反復(fù)迭代可能給工程的實踐應(yīng)用帶來一定的計算負(fù)擔(dān)。因此，根據(jù)實際運行的經(jīng)驗，如果發(fā)現(xiàn)校正結(jié)果中各時段調(diào)整的機組數(shù)量均較多時，可以選擇性改進(jìn)校正機組的選取策略，不再從0開始添加校正的機組對象(比如從20或者50臺開始逐步添加每個越限時段調(diào)整的機組)，進(jìn)一步提高工程實踐算法的效率。

5 結(jié)論

現(xiàn)貨市場條件邊界管理過程中，為了更好地應(yīng)對因調(diào)度計劃的調(diào)整能力受限導(dǎo)致安全越限難以消除的情況，本文提出了一種日前調(diào)度計劃的綜合校正方法。首先采用松弛約束的靜態(tài)安全距離來分析非市場化機組的調(diào)節(jié)能力，據(jù)此選擇校正的對象并確定最優(yōu)校正方向；然后以調(diào)節(jié)電量最小化為目標(biāo)完成機組日前計劃出力的校正；最后，再基于校正后的邊界條件重新優(yōu)化日前市場出清結(jié)果，得到最終的調(diào)度計劃。理論和算例分析得到如下結(jié)論：

a)針對現(xiàn)貨市場預(yù)出清結(jié)果中部分安全越限較難消除的情況，若采用市場化機組與非市場化機組聯(lián)合優(yōu)化的模式，能夠擴(kuò)大調(diào)度計劃校正的尋優(yōu)空間，由此修正得到現(xiàn)貨市場出清的可行邊界條件，保障現(xiàn)貨市場環(huán)境下的電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行。

b)本文所提方法是對現(xiàn)有現(xiàn)貨市場環(huán)境下調(diào)度計劃校正方法的補充，建議在現(xiàn)貨市場出清邊界分析和調(diào)整的過程中，優(yōu)先以非市場化機組作為決策對象展開分析，若仍存在安全越限較難消除時，再進(jìn)一步考慮將全部機組進(jìn)納入校正決策。盡管最終的市場化機組計劃出力仍是基于市場主體報價出清計算得到，但是在邊界調(diào)整的過程中可能會產(chǎn)生調(diào)節(jié)電量不平衡等問題，建議由市場配套機制設(shè)計提出應(yīng)對策略。