三、基于多種算法的電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度體系建立

根據(jù)某某地區(qū)購(gòu)電合同和市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)制定的年度、月度發(fā)電計(jì)劃，綜合考慮機(jī)爐檢修、負(fù)荷預(yù)計(jì)、經(jīng)濟(jì)等因素生成日發(fā)電計(jì)劃，并根據(jù)電網(wǎng)檢修計(jì)劃安排進(jìn)行安全校核和修正。該系統(tǒng)將中長(zhǎng)期發(fā)電量計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)、日發(fā)電計(jì)劃、電氣檢修綜合管理系統(tǒng)和電力能量管理系統(tǒng)(ERS)中的安全分析功能有機(jī)結(jié)合，通過(guò)日常工作流程形成智能化工作鏈。該系統(tǒng)主要由EMS系統(tǒng)、調(diào)度實(shí)時(shí)信息平臺(tái)、日用電負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃編制四大部分組成。

1.DMIS系統(tǒng)

DMIS系統(tǒng)用于保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)中的負(fù)荷預(yù)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)短期和超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，可預(yù)測(cè)未來(lái)1天或1周內(nèi)的負(fù)荷，同時(shí)應(yīng)具備歷史負(fù)荷查詢比較、負(fù)荷數(shù)據(jù)分析等功能。超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)可實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)4小時(shí)內(nèi)每5分鐘的負(fù)荷預(yù)測(cè)。執(zhí)行交易計(jì)劃并依據(jù)交易計(jì)劃控制AGC及實(shí)現(xiàn)其他輔助服務(wù)功能。記錄機(jī)組起停、有功/無(wú)功出力及開關(guān)動(dòng)作情況。為電能量考核結(jié)算系統(tǒng)提供帶時(shí)標(biāo)的系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)，包括頻率曲線、實(shí)際負(fù)荷曲線、實(shí)際出力曲線、備用容量曲線、電壓曲線等。為即時(shí)信息系統(tǒng)和市場(chǎng)分析與預(yù)測(cè)系統(tǒng)提供負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和分鐘級(jí)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2.日用電負(fù)荷預(yù)測(cè)

本系統(tǒng)鑒于數(shù)據(jù)挖掘和軟計(jì)算在電力系統(tǒng)廣闊的應(yīng)用前景和在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面扎實(shí)的研究基礎(chǔ)，自主開發(fā)了基于數(shù)據(jù)挖掘和軟計(jì)算的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)歷史負(fù)荷曲線的分析比較，結(jié)合歷史上典型的天氣變化情況，初步找出負(fù)荷與天氣之間的大致規(guī)律，確定采用基于數(shù)據(jù)挖掘和軟計(jì)算的負(fù)荷特征點(diǎn)變化量預(yù)測(cè)的日負(fù)荷曲線繪制算法。該算法在預(yù)測(cè)理論上有較大的突破，在具體設(shè)計(jì)中充分融合了長(zhǎng)期從事負(fù)荷預(yù)測(cè)工作的專家的豐富而有效的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度較之以往預(yù)測(cè)軟件有一定的提高，取得了良好的效果。

3.日發(fā)電計(jì)劃編制

日發(fā)電計(jì)劃編制模塊是為適應(yīng)計(jì)劃及市場(chǎng)兩種運(yùn)行模式下，對(duì)未來(lái)日機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行編制計(jì)算并下發(fā)。日發(fā)電計(jì)劃的分配算法是本論文的核心算法。根據(jù)已有的文獻(xiàn)資料，一般都是根據(jù)機(jī)組的電量計(jì)劃約束、最大最小出力約束、上升下降速率約束、用電負(fù)荷需求約束等構(gòu)建方程組，然后用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法進(jìn)行求解。這樣做的弊端是容易產(chǎn)生收斂問(wèn)題從而導(dǎo)致無(wú)法求解。本論文汲取了已有算法的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，創(chuàng)新提出了兩步走的計(jì)劃生成方案。首先以等電量進(jìn)度為目標(biāo)，結(jié)合用電負(fù)荷需求計(jì)算出各機(jī)組的應(yīng)發(fā)電量，然后按照發(fā)電量比例產(chǎn)生與統(tǒng)調(diào)發(fā)電曲線形狀相同的初始機(jī)組發(fā)電曲線，再采用迭代修正的方法生成符合所有約束條件的全網(wǎng)機(jī)組發(fā)電計(jì)劃。該算法避免了不收斂的問(wèn)題，能夠提供靈活方便的手段控制各機(jī)組的發(fā)電進(jìn)度，取得了良好的運(yùn)行效果。

4.安全校核

安全校核模塊可以根據(jù)計(jì)算日全天機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、區(qū)域受電計(jì)劃、母線負(fù)荷預(yù)報(bào)及電網(wǎng)檢修計(jì)劃等自動(dòng)生成全天運(yùn)行方式，進(jìn)行計(jì)算，檢查越限情況，采用基于靈敏度分析和非線性內(nèi)點(diǎn)方法的混合算法，對(duì)通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)有功出力對(duì)越限進(jìn)行校正計(jì)算，減緩或消除越限，最終形成修正后的發(fā)電計(jì)劃曲線。校核計(jì)算采用“反向等量配對(duì)”的靈敏度分析和原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)優(yōu)化方法的混合算法，對(duì)某一越限，每次選擇靈敏度最大的機(jī)組與最小的機(jī)組配對(duì)，靈敏度大的機(jī)組減少出力，靈敏度小的機(jī)組增加出力，根據(jù)靈敏度計(jì)算出每次配對(duì)可以消除的越限量，直到消除越限或沒(méi)有可控機(jī)組可以選擇為止，并采用原一對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)優(yōu)化方法，保證最小限度的修改初始日調(diào)度計(jì)劃。總之，電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程是電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，調(diào)度合理化是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最重要的因素。在竟?fàn)幍碾娏κ袌?chǎng)中，各參與方將以追求利潤(rùn)最大化為目的，因此電力市場(chǎng)條件下系統(tǒng)的調(diào)度合理化問(wèn)題將日益凸顯出來(lái)，同時(shí)還需要我們繼續(xù)努力建立新的合理調(diào)度系統(tǒng)。