電力調(diào)度優(yōu)化理論及其應(yīng)用

前言

　　近年來，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展令人矚目，基本實(shí)現(xiàn)了主通道光纖化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、調(diào)度決策智能化、運(yùn)行指標(biāo)國際化和專業(yè)管理現(xiàn)代化的目標(biāo)，總體運(yùn)用水平已步人國際先進(jìn)行列。隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛躍發(fā)展和電力市場運(yùn)營及構(gòu)建智能電網(wǎng)的需求，新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)正從原有的電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)拓展到電力調(diào)度全專業(yè)功能、高度一體化協(xié)調(diào)控制的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。與此同時(shí)，電力調(diào)度理論及其運(yùn)用在諸多需求的推動下，得到了長足發(fā)展與創(chuàng)新，主要表現(xiàn)在：第一，為滿足調(diào)度不斷增長的應(yīng)用需求，從火電機(jī)組等耗量微增率經(jīng)濟(jì)調(diào)度，到制定開停機(jī)計(jì)劃的機(jī)組組合、水火電協(xié)調(diào)計(jì)劃及區(qū)域電網(wǎng)間交換功率計(jì)劃，進(jìn)一步發(fā)展到包括狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、安全分析、最優(yōu)潮流等功能在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)分析，調(diào)度員輔助決策高級應(yīng)用功能不斷拓展。第二，21世紀(jì)以來，電力市場化改革帶來系統(tǒng)解耦，物理系統(tǒng)中引入了經(jīng)濟(jì)因素，電力調(diào)度必須全面而細(xì)致地計(jì)入電網(wǎng)公司、發(fā)電公司及它們的代理商等各參與方的競爭行為，電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。第三，隨著電力系統(tǒng)機(jī)組數(shù)目劇增，特高壓交直流網(wǎng)架規(guī)模不斷擴(kuò)大，F(xiàn)ACT等潮流控制設(shè)備廣泛運(yùn)用，電力調(diào)度問題越來越呈現(xiàn)出高維、非線性的特征，需要開發(fā)更高效的算法加以求解。第四，信息技術(shù)發(fā)展催生的WAMS等系統(tǒng)，使得在電力調(diào)度中建立正常、緊急、恢復(fù)控制多位一體的電網(wǎng)安全防護(hù)體系成為可能。第五，在未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，國家電網(wǎng)公司將建設(shè)以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)調(diào)度既滿足特高壓國家電網(wǎng)一體化安全穩(wěn)定運(yùn)行與協(xié)調(diào)控制的需要，也充分體現(xiàn)智能電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放等各個(gè)方面的特征，具有多指標(biāo)自趨優(yōu)的運(yùn)營能力，這必將推動著電力調(diào)度理論和實(shí)踐的不斷創(chuàng)新。

內(nèi)容概要

針對調(diào)度員輔助決策高級應(yīng)用的擴(kuò)展，適應(yīng)調(diào)度自動化系統(tǒng)向高度智能化發(fā)展的趨勢，本書運(yùn)用運(yùn)籌規(guī)劃、多層系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)、博弈理論等現(xiàn)代優(yōu)化方法，重點(diǎn)解決電網(wǎng)安全約束下經(jīng)濟(jì)調(diào)度與機(jī)組組合、計(jì)人梯級電站的水火電協(xié)調(diào)調(diào)度及節(jié)能環(huán)保調(diào)度問題，同時(shí)討論市場化下的多準(zhǔn)則、多交易品種發(fā)電計(jì)劃的電力調(diào)度問題，并分析發(fā)電公司在電力調(diào)度中的行為及其市場力監(jiān)控方法。調(diào)度模型展示了再生能源接人、低碳經(jīng)濟(jì)、用戶互動、市場化調(diào)度等智能電網(wǎng)調(diào)度新需求，力求反映國際上在此領(lǐng)域的最新研究成果。涉及的理論、算法、公式推導(dǎo)及求解過程詳盡、充分，便于讀者自學(xué)。    本書可供從事電力調(diào)度的管理、技術(shù)、科研人員和高等院校相關(guān)專業(yè)研究生閱讀與參考。

書籍目錄

前言第一章  電力調(diào)度的智能化發(fā)展趨勢  第一節(jié)  調(diào)度員輔助決策高級應(yīng)用的發(fā)展  第二節(jié)  現(xiàn)代電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)第二章  電力調(diào)度的優(yōu)化理論基礎(chǔ)  第一節(jié)  運(yùn)籌規(guī)劃方法  第二節(jié)  拉格朗日松弛法  第三節(jié)  多層決策技術(shù)  第四節(jié)  博弈理論第三章  電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度  第一節(jié)  基于拉格朗日及運(yùn)籌規(guī)劃方法的經(jīng)濟(jì)調(diào)度算法  第二節(jié)  節(jié)能環(huán)保需求下的動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度及其安全校核方法  第三節(jié)  有功與輔助服務(wù)聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度  第四節(jié)  經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型在確定節(jié)  點(diǎn)電價(jià)中的應(yīng)用第四章  電力調(diào)度的機(jī)組組合問題  第一節(jié)  拉格朗日松弛算法  第二節(jié)  混合整數(shù)線性規(guī)劃算法  第三節(jié)  計(jì)入網(wǎng)絡(luò)安全約束的機(jī)組組合解法第五章  水火電協(xié)調(diào)調(diào)度  第一節(jié)  梯級水電系統(tǒng)建模方法  第二節(jié)  水電子系統(tǒng)優(yōu)化模型及其算法  第三節(jié)  基于雙層規(guī)劃的水火電協(xié)調(diào)調(diào)度第六章  電力節(jié)能減排調(diào)度  第一節(jié)  環(huán)保機(jī)制評估方法  第二節(jié)  新能源接人下的節(jié)能調(diào)度第七章  電力調(diào)度中發(fā)電公司行為研究  第一節(jié)  基于博弈方行為預(yù)估及進(jìn)化博弈的投標(biāo)策略  第二節(jié)  基于博弈理論的電力調(diào)度  第三節(jié)  基于削弱市場力的多目標(biāo)發(fā)電計(jì)劃  第四節(jié)  發(fā)電公司市場力的實(shí)時(shí)監(jiān)控參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，使得母線負(fù)荷預(yù)測及其與全系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果值的對比協(xié)調(diào)等工作變得越來越復(fù)雜。此外，市場環(huán)境中，如果負(fù)荷估計(jì)不準(zhǔn)確，不但會影響到發(fā)電計(jì)劃的可操作性，使計(jì)劃調(diào)整量增大，提高電網(wǎng)購電費(fèi)用，而且還可能危及電網(wǎng)安全，因此，負(fù)荷預(yù)測功能的應(yīng)用水平高低極其重要?！　榇?，必須識別不同負(fù)荷的不同變化規(guī)律和發(fā)展模式，智能辨識和修正歷史數(shù)據(jù)中的壞數(shù)據(jù)，為負(fù)荷預(yù)測奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?！　⊥瑫r(shí)，應(yīng)使用全面的信息記憶和數(shù)據(jù)挖掘方法，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷的變化特點(diǎn)，研究靈活多樣、適應(yīng)性強(qiáng)的負(fù)荷預(yù)測模型，以預(yù)測模型的多樣性去適應(yīng)負(fù)荷變化規(guī)律的多樣性，為負(fù)荷預(yù)測方法奠定深厚的模型基礎(chǔ)。具體的方法有：第一，研究負(fù)荷預(yù)測的模式識別方法和自適應(yīng)預(yù)測方法，在深入研究負(fù)荷特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合豐富的預(yù)測方法庫和識別機(jī)制，針對負(fù)荷的不同特點(diǎn)，科學(xué)、靈活地選擇最佳預(yù)測模型和預(yù)測參數(shù)，并通過閉環(huán)反饋動態(tài)修正預(yù)測模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)；第二，在全面構(gòu)建相關(guān)因素信息庫和待預(yù)測量歷史數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)測人員的經(jīng)驗(yàn)，研究影響待預(yù)測量變化的相關(guān)因素，以及各影響因素與待預(yù)測量之間的相關(guān)關(guān)系。　　總之，智能化的負(fù)荷預(yù)測應(yīng)通過不斷的自學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程，逐步提高模式識別方法的識別能力和計(jì)算精度，靈活適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷和新能源發(fā)電能力在時(shí)間和空間維度隨外部相關(guān)因素而發(fā)生的變化，為發(fā)電計(jì)劃制定奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?！　?.經(jīng)濟(jì)調(diào)度　　最著名的調(diào)度員輔助決策功能莫過于火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，它考慮機(jī)組經(jīng)濟(jì)特性和運(yùn)行限制，編制出各區(qū)域的火電機(jī)組在次日規(guī)定時(shí)段滿足負(fù)荷需求且運(yùn)行成本最小的發(fā)電計(jì)劃，求解方法即是等耗量微增率準(zhǔn)則分配法?！　‰娏κ袌鲋幸愿魇‰娏緸榇淼膯我毁徺I者制定發(fā)電計(jì)劃時(shí)，在保證系統(tǒng)安全前提下，必然要以其購電費(fèi)用最低為目標(biāo)，因此，傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的模型與算法將做必要的修改?！　〈送?，市場運(yùn)行特點(diǎn)決定了發(fā)電計(jì)劃的安排是一個(gè)持續(xù)滾動修正的過程。為此，經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題可在時(shí)序上分為月、日前、日內(nèi)等不同周期，需進(jìn)行各周期持續(xù)動態(tài)優(yōu)化；在空間上，各級電網(wǎng)間的強(qiáng)電氣連接和更大范圍的資源優(yōu)化配置決定了發(fā)電計(jì)劃安排是一個(gè)各級調(diào)度密切協(xié)作的過程。時(shí)、空的相互交織，構(gòu)成了市場環(huán)境下多級協(xié)調(diào)和優(yōu)化決策的發(fā)電計(jì)劃基本架構(gòu)?！　∈袌霏h(huán)境下的輔助服務(wù)常通過競標(biāo)獲得，其中的AGC和備用市場與日前有功市場有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，交易決策上必須協(xié)調(diào)它們之間的相互關(guān)系，可分為優(yōu)先級排序決策法、順序交易決策法、聯(lián)合交易決策法和混合交易決策法等多種方法。

編輯推薦

　　　適用于廣大從事電力調(diào)度工作的工程技術(shù)人員和管理人員　　可作為高等院校電力系統(tǒng)及其自動化方向研究生教學(xué)用書　　為致力于電力調(diào)度理論與應(yīng)用研究的學(xué)者提供學(xué)術(shù)參考

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