電力系統協同的經濟調度理論研究

張鐸+馮勝利+趙靜

摘 要：目前，我國能源短缺和環境污染問題十分嚴峻，可再生能源發電具有較強的隨機性、間歇性，電力系統調度與控制所面臨的不確定性程度顯著增強。本文針對電力系統運行中協同能力，對經濟調度相關內容展開分析，闡述電力系統協同的經濟調度研究方法，以期提高控制效果，減輕電網運行協調的負擔。

關鍵詞：電力系統；經濟運行；經濟調度；電網

隨著可再生能源發電的并網，電力系統調度與控制問題也逐漸增多。為了應對電力系統不確定性程度顯著增強的局面，電力系統要在限定頻率范圍內實現系統平衡，以電力系統在頻率允許變化范圍內的協同能力為核心，實現在調度中間接考慮控制，選取最佳的運行模式。加強對電力系統協同的經濟調度理論的研究，可以有效減少因電能損失造成的經濟損失。

一、電力系統運行協同能力的概述

電力系統運行的協同能力與頻率變化相關聯，在一定的電網頻率波動范圍內，電力系統控制的協同能力，就是電力系統運行協同能力。依據自動發電控制技術與頻率相關內容，將協同能力劃分為三類：自動的協同能力、可控的協同能力以及再可控的協同能力。1、在規定頻率變化范圍內，提供或接受電能的源能自動的適應源平衡的能力就是我們所稱的自動協同能力，當提供或接受電能源的性質不同時，自動協同能力也有著明顯的差別。其中，提供或接受電能的源一般包括可參與頻率一次調節的可再生能源發電、規機組、負荷等。2、電力系統運行可控的協同能力主要是指自動的適應源平衡的能力，其使用條件是在規定頻率變化范圍內，需要配合自動的協同能力，并且借助可調節的源電能進行調整。實質上這種可控的協同能力就是指電力系統運行中可控的源的再調整量的能力，在運行上包含基點、參與因子與自動發電控制等因素。3、再可控的協同能力：在規定頻率變化范圍內，不可調節的源電能的再調整達到適應源平衡的效果，這種能力就是電力系統運行再可控的協同能力，它實現的前提是在規定頻率變化范圍內。

二、電力系統經濟運行的必要性

電力系統有效運行的前提就是準確把握電力系統和經濟調度的概念，只有這樣才能制定更加準確的措施來維持電力系統的運行和調度，確保經濟實現可持續的發展。與此同時，還要對電力系統中的眾多方面內容進行分析，為制定運行和調度方案提供參考，促使更多經濟增長點的出現，為電力行業生產效率的有效增長奠定基礎。目前，已經有眾多的電力企業采取了相應的措施提高企業的經濟效益，所以，在進行電力系統運行和調度之間關系研究的同時，始終要堅持企業經濟效益和可持續發展的理念。結合電力企業的實際狀況，制定更加準確的計劃和方案，實現的電力系統的穩定運行，充分發揮電力系統經濟運行與經濟調度的優勢。

三、電力系統運行協同的經濟調度方法

（一）電力調度的科學方法論

為了實現電力傳輸環節中降低電能損耗的目的，要在電力傳輸網中，設置相應的電網補償裝置。電網補償裝置的設置，可以結合電力傳輸環節損失的實際電量，做出科學的補償，這就有助于電力系統傳輸能力的有效提高。在電力傳輸系統中，電能損失現象經常會出現，所以，在電力傳輸過程中設置補償裝置對電力系統運行具有重要的作用。

（二）電力經濟調度具體內容

電力系統經濟調度就是在安全和穩定發電量的前提下，在最大程度上減少在電力傳輸過程中損失的電能，通過對現有機器設備的改進和對燃料的充分燃燒，從而達到經濟效益的最大化。這就要求國家電網在理念上不斷發展，在技術上不斷創新。增強電力系統的經濟運行能力，是電力企業核心思想，也是我們調度管理的基本要求。隨著今年來供電量的供不應求，電力系統出臺了一些調度措施：1、根據電網傳輸需要，采取實施快速調度；2、根據電網供電狀況，采取運轉被用電調度；3、根據電網負荷情況，采取穩定約束調度；4、根據我國的污染狀況，采取環境保護調度。

（三）經濟調度的經典法

在以前人們普遍接受的是效率高的機組，別的機組有效率的高低逐漸分配荷載，這就是經濟調度法中最基本的“基本負荷法”。牛頓法運用方程式的方法求解成功，但由于它的自身局限性，還需要對牛頓法不斷地完善。就目前而言，牛頓法不是最合理的分配措施方法?；矩摵煞ㄖ饕菄@著協調方程式的求解速度及解得收斂性問題展開研究。

四、構建電力系統運行協同的經濟調度模型

電力系統運行協同的經濟調度是對所有具有協同能力的源進行預先安排，在不同的應用場景下，包含的源的形式可以是多種多樣的。例如：在大規模風電并網背景下，電力系統運行中自動的協同能力包括火電機組一次調頻和負荷頻率響應，可控的協同能力為自動發電控制機組二次動作，再可控的協同能力包括切負荷、棄風。在構建數學模型的時候，需要對目標函數、約束條件涉及的相關因素以及數據進行全面的把握，可以以頻率為牽制線索，將一次、二次和三次調頻問題有機結合在一起，實現協同性寓于調度之中，不再追求額定頻率下的源平衡，而是在頻率允許變化范圍內，將源同時關聯實際的頻率靜特性，頻率允許變化范圍就是調度的釋放空間。

五、結語

本文對電力系統協同經濟調度概念以及相關狀態分類進行了的闡述，進一步介紹了電力調度法、經濟調度法以及電力經濟調度的內容，在實際運行中，應該注重對該環節內容的研究。電網系統可以通過協調與合作，有機統一的完成調度目標，有助于減輕主動電源運行協調的負擔，對提高被動電源的能力有著積極的作用。

參考文獻：

[1]劉國靜.電力系統協同的經濟調度理論研究[D].山東大學，2016.

[2]劉國靜，韓學山，楊明.電力系統運行協同的經濟調度[J].中國電機工程學報，2014，16：2668-2675.