含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度的思路構(gòu)建

摘 要：近年來，隨著風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的大量并網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了一定影響。在電力系統(tǒng)中，可將風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站等作為間歇性電源。為了實(shí)現(xiàn)間歇性電源在電力系統(tǒng)內(nèi)部的合理消納，有必要制訂合理、可行的調(diào)度策略，這樣不僅可以提高間歇性電源本身的調(diào)節(jié)能力，還能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。基于此，就含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度思路的構(gòu)建展開研究。

關(guān)鍵詞：間歇性電源；電力系統(tǒng)；優(yōu)化調(diào)度；電網(wǎng)安全

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0033-02

1 動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度的研究現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)本身屬于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，但其卻具備動(dòng)態(tài)變化的特征。從理論上講，調(diào)節(jié)容量和速率可以是無限制的，但在實(shí)際中，由于受到多方面因素的影響和制約，想要實(shí)現(xiàn)這種無限制幾乎是不可能的。換言之，實(shí)際中的調(diào)節(jié)容量和速率是有限的。基于這一前提，參與峰谷調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組在跟蹤變化幅度較大的系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)便會(huì)遭遇瓶頸。當(dāng)瓶頸出現(xiàn)后，便會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)功率分供求失衡，這也是目前動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度最主要的矛盾問題。早期的一些專家學(xué)者在對(duì)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行研究時(shí)，曾將整個(gè)調(diào)度周期的負(fù)荷曲線作為研究對(duì)象，其最終目的是想使動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度一次性渡過整個(gè)調(diào)度周期。這種方法雖然理論上是可行的，但是整個(gè)調(diào)度周期的時(shí)間范圍相對(duì)較大，模型的構(gòu)建和算法方面都比較難實(shí)現(xiàn)，并且在優(yōu)化過程中也存在無法解決的維數(shù)災(zāi)問題，所以該研究對(duì)規(guī)模較大的電力系統(tǒng)并沒有任何實(shí)質(zhì)性意義。此后，一些專家學(xué)者提出了動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度的反推和正推算法，這些研究雖然也都取得了一定的進(jìn)展，但在定量分析方面卻仍有不足，所以無法應(yīng)用其解決實(shí)際的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度問題。鑒于此，下文提出一種電力系統(tǒng)經(jīng)典動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度模型（以下簡(jiǎn)稱經(jīng)典模型），以此來對(duì)含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行研究。

2 間歇性電源對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響分析

由于火電發(fā)電對(duì)煤炭資源的消耗較大，而水力發(fā)電對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響比較嚴(yán)重，基于這一原因，推動(dòng)了風(fēng)力發(fā)電和光伏電站的發(fā)展速度。有關(guān)文獻(xiàn)記載，在整個(gè)電力系統(tǒng)中，風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站在出力方面有著非常明顯的隨機(jī)性和間歇性，所以可將這兩種類型的電源統(tǒng)稱為間歇性電源。當(dāng)大量的間歇性電源并入到電網(wǎng)當(dāng)中后，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性造成一定程度的影響，業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者針對(duì)這一問題開展了大量的研究。從研究的重點(diǎn)上看，風(fēng)電并網(wǎng)要多于光伏并網(wǎng)，這與風(fēng)電比較容易實(shí)現(xiàn)有著直接關(guān)聯(lián)；從研究的具體方向上看，大部分專家學(xué)者都將研究重點(diǎn)放在了靜態(tài)電壓分布及其穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量這三個(gè)方面，而對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)后其出力對(duì)地方電網(wǎng)有功調(diào)度的影響研究較少。所以，在未來一段時(shí)期應(yīng)加大對(duì)出力方面的研究力度，為風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度方案的選擇提供幫助，從而確保電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 思路構(gòu)建

3.1 經(jīng)典模型

通過對(duì)動(dòng)態(tài)有功調(diào)度的基礎(chǔ)理論進(jìn)行分析可知，它是一個(gè)多目標(biāo)、多時(shí)段的優(yōu)化問題。

基于多目標(biāo)的角度出發(fā)，優(yōu)化的目標(biāo)為燃料費(fèi)用最小化、電網(wǎng)損耗最小化和污染物排放量最小化。在這些目標(biāo)當(dāng)中，雖然燃料費(fèi)用的權(quán)重最大，但如果能夠統(tǒng)一考慮多目標(biāo)的折衷關(guān)系，則可以使調(diào)度策略的制訂更加合理，這樣便可以從不同的角度確定不同的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

以多時(shí)段為前提進(jìn)行考慮，主要是以電網(wǎng)調(diào)度為著眼點(diǎn)，對(duì)基于時(shí)間尺度的節(jié)能發(fā)電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，并以能耗最低、污染物排放量最小為目標(biāo)制訂發(fā)電調(diào)度規(guī)則。在這一過程中，除了需要考慮當(dāng)前時(shí)間級(jí)的電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、連續(xù)供電的約束和節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)之外，還必須考慮各個(gè)時(shí)間級(jí)發(fā)電調(diào)度的協(xié)調(diào)性問題。

3.1.1 目標(biāo)函數(shù)的選擇

該模型當(dāng)中的目標(biāo)函數(shù)主要包括全系統(tǒng)發(fā)電燃料的總消耗量最小化、污染物排放量最小化和線損最小化。多時(shí)段經(jīng)濟(jì)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)具體包括能耗最小化、機(jī)組出力和爬坡率、備用機(jī)組容量等，其通用模型如下：

這是目前電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的通用模型，在建立時(shí)，可以選擇節(jié)能優(yōu)先、節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)型和雙目標(biāo)這三種方式。

3.1.2 約束條件的確定

約束條件具體包括：①與時(shí)間無關(guān)的約束條件，比如功率平衡約束、機(jī)組發(fā)電容量約束和安全約束；②與時(shí)間相關(guān)的約束條件，例如用水平衡約束、機(jī)組啟停時(shí)間和次數(shù)約束。

3.2 模型簡(jiǎn)化處理方法

由于上文建立的模型當(dāng)中并不包含潮流計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲞@兩項(xiàng)內(nèi)容，而是將所有的計(jì)算建立在現(xiàn)有結(jié)果的基礎(chǔ)上，所以模型本身已經(jīng)最簡(jiǎn)化。同時(shí)，可將風(fēng)電機(jī)組的出力全部視為負(fù)荷進(jìn)行處理，以此來簡(jiǎn)化計(jì)算步驟。此外，在整個(gè)計(jì)算過程中對(duì)機(jī)組發(fā)電成本忽略不計(jì)。

3.3 混沌粒子群算法的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)粒子群算法存在一定程度的不足，不適用于本研究，所以提出一種混沌粒子群算法。這種算法的基本思路是借助混沌運(yùn)動(dòng)所具有的遍歷性特征，形成數(shù)量龐大的初始群體，然后從中選出最優(yōu)的初始群體，再以此為基礎(chǔ)對(duì)粒子個(gè)體進(jìn)行混沌擾動(dòng)，這樣可以使解跳出極值區(qū)間。

4 結(jié)束語

電源并入電網(wǎng)之后，能夠使火電機(jī)組的出力顯著下降，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和經(jīng)濟(jì)調(diào)度，也為系統(tǒng)排機(jī)順序的確定提供了可靠依據(jù)。限于篇幅原因，本文僅從風(fēng)電場(chǎng)作為間歇性電源的角度展開了研究，并未對(duì)光伏電站等其他間歇性電源進(jìn)行研究，所以在今后的工作中，還應(yīng)對(duì)其他間歇性電源作進(jìn)一步研究，這將是未來研究工作的主要方向。

參考文獻(xiàn)

[1]馬洲俊.含不確定性電源的電力系統(tǒng)柔性生產(chǎn)模擬及評(píng)估研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2013.

————————

作者簡(jiǎn)介：車輪（1975—），男，江蘇常州人，配網(wǎng)調(diào)度員，研究方向主要為電網(wǎng)調(diào)度。

〔編輯：李玨〕

Power System Containing Intermittent Power Supply Construction

Dynamic Optimization Scheduling of Active Thinking

Che Lun

Abstract： In recent years， with wind farms and solar power plants and a large network of operation of power systems caused some impact. In the power system can be such as wind farms and solar power plants， as intermittent power supply. In order to achieve intermittent electricity

摘 要：近年來，隨著風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的大量并網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了一定影響。在電力系統(tǒng)中，可將風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站等作為間歇性電源。為了實(shí)現(xiàn)間歇性電源在電力系統(tǒng)內(nèi)部的合理消納，有必要制訂合理、可行的調(diào)度策略，這樣不僅可以提高間歇性電源本身的調(diào)節(jié)能力，還能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。基于此，就含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度思路的構(gòu)建展開研究。

關(guān)鍵詞：間歇性電源；電力系統(tǒng)；優(yōu)化調(diào)度；電網(wǎng)安全

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0033-02

1 動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度的研究現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)本身屬于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，但其卻具備動(dòng)態(tài)變化的特征。從理論上講，調(diào)節(jié)容量和速率可以是無限制的，但在實(shí)際中，由于受到多方面因素的影響和制約，想要實(shí)現(xiàn)這種無限制幾乎是不可能的。換言之，實(shí)際中的調(diào)節(jié)容量和速率是有限的。基于這一前提，參與峰谷調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組在跟蹤變化幅度較大的系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)便會(huì)遭遇瓶頸。當(dāng)瓶頸出現(xiàn)后，便會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)功率分供求失衡，這也是目前動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度最主要的矛盾問題。早期的一些專家學(xué)者在對(duì)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行研究時(shí)，曾將整個(gè)調(diào)度周期的負(fù)荷曲線作為研究對(duì)象，其最終目的是想使動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度一次性渡過整個(gè)調(diào)度周期。這種方法雖然理論上是可行的，但是整個(gè)調(diào)度周期的時(shí)間范圍相對(duì)較大，模型的構(gòu)建和算法方面都比較難實(shí)現(xiàn)，并且在優(yōu)化過程中也存在無法解決的維數(shù)災(zāi)問題，所以該研究對(duì)規(guī)模較大的電力系統(tǒng)并沒有任何實(shí)質(zhì)性意義。此后，一些專家學(xué)者提出了動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度的反推和正推算法，這些研究雖然也都取得了一定的進(jìn)展，但在定量分析方面卻仍有不足，所以無法應(yīng)用其解決實(shí)際的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度問題。鑒于此，下文提出一種電力系統(tǒng)經(jīng)典動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度模型（以下簡(jiǎn)稱經(jīng)典模型），以此來對(duì)含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行研究。

2 間歇性電源對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響分析

由于火電發(fā)電對(duì)煤炭資源的消耗較大，而水力發(fā)電對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響比較嚴(yán)重，基于這一原因，推動(dòng)了風(fēng)力發(fā)電和光伏電站的發(fā)展速度。有關(guān)文獻(xiàn)記載，在整個(gè)電力系統(tǒng)中，風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站在出力方面有著非常明顯的隨機(jī)性和間歇性，所以可將這兩種類型的電源統(tǒng)稱為間歇性電源。當(dāng)大量的間歇性電源并入到電網(wǎng)當(dāng)中后，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性造成一定程度的影響，業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者針對(duì)這一問題開展了大量的研究。從研究的重點(diǎn)上看，風(fēng)電并網(wǎng)要多于光伏并網(wǎng)，這與風(fēng)電比較容易實(shí)現(xiàn)有著直接關(guān)聯(lián)；從研究的具體方向上看，大部分專家學(xué)者都將研究重點(diǎn)放在了靜態(tài)電壓分布及其穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量這三個(gè)方面，而對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)后其出力對(duì)地方電網(wǎng)有功調(diào)度的影響研究較少。所以，在未來一段時(shí)期應(yīng)加大對(duì)出力方面的研究力度，為風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度方案的選擇提供幫助，從而確保電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 思路構(gòu)建

3.1 經(jīng)典模型

通過對(duì)動(dòng)態(tài)有功調(diào)度的基礎(chǔ)理論進(jìn)行分析可知，它是一個(gè)多目標(biāo)、多時(shí)段的優(yōu)化問題。

基于多目標(biāo)的角度出發(fā)，優(yōu)化的目標(biāo)為燃料費(fèi)用最小化、電網(wǎng)損耗最小化和污染物排放量最小化。在這些目標(biāo)當(dāng)中，雖然燃料費(fèi)用的權(quán)重最大，但如果能夠統(tǒng)一考慮多目標(biāo)的折衷關(guān)系，則可以使調(diào)度策略的制訂更加合理，這樣便可以從不同的角度確定不同的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

以多時(shí)段為前提進(jìn)行考慮，主要是以電網(wǎng)調(diào)度為著眼點(diǎn)，對(duì)基于時(shí)間尺度的節(jié)能發(fā)電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，并以能耗最低、污染物排放量最小為目標(biāo)制訂發(fā)電調(diào)度規(guī)則。在這一過程中，除了需要考慮當(dāng)前時(shí)間級(jí)的電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、連續(xù)供電的約束和節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)之外，還必須考慮各個(gè)時(shí)間級(jí)發(fā)電調(diào)度的協(xié)調(diào)性問題。

3.1.1 目標(biāo)函數(shù)的選擇

該模型當(dāng)中的目標(biāo)函數(shù)主要包括全系統(tǒng)發(fā)電燃料的總消耗量最小化、污染物排放量最小化和線損最小化。多時(shí)段經(jīng)濟(jì)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)具體包括能耗最小化、機(jī)組出力和爬坡率、備用機(jī)組容量等，其通用模型如下：

這是目前電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的通用模型，在建立時(shí)，可以選擇節(jié)能優(yōu)先、節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)型和雙目標(biāo)這三種方式。

3.1.2 約束條件的確定

約束條件具體包括：①與時(shí)間無關(guān)的約束條件，比如功率平衡約束、機(jī)組發(fā)電容量約束和安全約束；②與時(shí)間相關(guān)的約束條件，例如用水平衡約束、機(jī)組啟停時(shí)間和次數(shù)約束。

3.2 模型簡(jiǎn)化處理方法

由于上文建立的模型當(dāng)中并不包含潮流計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲞@兩項(xiàng)內(nèi)容，而是將所有的計(jì)算建立在現(xiàn)有結(jié)果的基礎(chǔ)上，所以模型本身已經(jīng)最簡(jiǎn)化。同時(shí)，可將風(fēng)電機(jī)組的出力全部視為負(fù)荷進(jìn)行處理，以此來簡(jiǎn)化計(jì)算步驟。此外，在整個(gè)計(jì)算過程中對(duì)機(jī)組發(fā)電成本忽略不計(jì)。

3.3 混沌粒子群算法的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)粒子群算法存在一定程度的不足，不適用于本研究，所以提出一種混沌粒子群算法。這種算法的基本思路是借助混沌運(yùn)動(dòng)所具有的遍歷性特征，形成數(shù)量龐大的初始群體，然后從中選出最優(yōu)的初始群體，再以此為基礎(chǔ)對(duì)粒子個(gè)體進(jìn)行混沌擾動(dòng)，這樣可以使解跳出極值區(qū)間。

4 結(jié)束語

電源并入電網(wǎng)之后，能夠使火電機(jī)組的出力顯著下降，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和經(jīng)濟(jì)調(diào)度，也為系統(tǒng)排機(jī)順序的確定提供了可靠依據(jù)。限于篇幅原因，本文僅從風(fēng)電場(chǎng)作為間歇性電源的角度展開了研究，并未對(duì)光伏電站等其他間歇性電源進(jìn)行研究，所以在今后的工作中，還應(yīng)對(duì)其他間歇性電源作進(jìn)一步研究，這將是未來研究工作的主要方向。

參考文獻(xiàn)

[1]馬洲俊.含不確定性電源的電力系統(tǒng)柔性生產(chǎn)模擬及評(píng)估研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2013.

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作者簡(jiǎn)介：車輪（1975—），男，江蘇常州人，配網(wǎng)調(diào)度員，研究方向主要為電網(wǎng)調(diào)度。

〔編輯：李玨〕

Power System Containing Intermittent Power Supply Construction

Dynamic Optimization Scheduling of Active Thinking

Che Lun

Abstract： In recent years， with wind farms and solar power plants and a large network of operation of power systems caused some impact. In the power system can be such as wind farms and solar power plants， as intermittent power supply. In order to achieve intermittent electricity

摘 要：近年來，隨著風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的大量并網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了一定影響。在電力系統(tǒng)中，可將風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站等作為間歇性電源。為了實(shí)現(xiàn)間歇性電源在電力系統(tǒng)內(nèi)部的合理消納，有必要制訂合理、可行的調(diào)度策略，這樣不僅可以提高間歇性電源本身的調(diào)節(jié)能力，還能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。基于此，就含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度思路的構(gòu)建展開研究。

關(guān)鍵詞：間歇性電源；電力系統(tǒng)；優(yōu)化調(diào)度；電網(wǎng)安全

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0033-02

1 動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度的研究現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)本身屬于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，但其卻具備動(dòng)態(tài)變化的特征。從理論上講，調(diào)節(jié)容量和速率可以是無限制的，但在實(shí)際中，由于受到多方面因素的影響和制約，想要實(shí)現(xiàn)這種無限制幾乎是不可能的。換言之，實(shí)際中的調(diào)節(jié)容量和速率是有限的。基于這一前提，參與峰谷調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組在跟蹤變化幅度較大的系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)便會(huì)遭遇瓶頸。當(dāng)瓶頸出現(xiàn)后，便會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)功率分供求失衡，這也是目前動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度最主要的矛盾問題。早期的一些專家學(xué)者在對(duì)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行研究時(shí)，曾將整個(gè)調(diào)度周期的負(fù)荷曲線作為研究對(duì)象，其最終目的是想使動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度一次性渡過整個(gè)調(diào)度周期。這種方法雖然理論上是可行的，但是整個(gè)調(diào)度周期的時(shí)間范圍相對(duì)較大，模型的構(gòu)建和算法方面都比較難實(shí)現(xiàn)，并且在優(yōu)化過程中也存在無法解決的維數(shù)災(zāi)問題，所以該研究對(duì)規(guī)模較大的電力系統(tǒng)并沒有任何實(shí)質(zhì)性意義。此后，一些專家學(xué)者提出了動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度的反推和正推算法，這些研究雖然也都取得了一定的進(jìn)展，但在定量分析方面卻仍有不足，所以無法應(yīng)用其解決實(shí)際的動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度問題。鑒于此，下文提出一種電力系統(tǒng)經(jīng)典動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度模型（以下簡(jiǎn)稱經(jīng)典模型），以此來對(duì)含間歇性電源的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行研究。

2 間歇性電源對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響分析

由于火電發(fā)電對(duì)煤炭資源的消耗較大，而水力發(fā)電對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響比較嚴(yán)重，基于這一原因，推動(dòng)了風(fēng)力發(fā)電和光伏電站的發(fā)展速度。有關(guān)文獻(xiàn)記載，在整個(gè)電力系統(tǒng)中，風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站在出力方面有著非常明顯的隨機(jī)性和間歇性，所以可將這兩種類型的電源統(tǒng)稱為間歇性電源。當(dāng)大量的間歇性電源并入到電網(wǎng)當(dāng)中后，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性造成一定程度的影響，業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者針對(duì)這一問題開展了大量的研究。從研究的重點(diǎn)上看，風(fēng)電并網(wǎng)要多于光伏并網(wǎng)，這與風(fēng)電比較容易實(shí)現(xiàn)有著直接關(guān)聯(lián)；從研究的具體方向上看，大部分專家學(xué)者都將研究重點(diǎn)放在了靜態(tài)電壓分布及其穩(wěn)定性、暫態(tài)電壓穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量這三個(gè)方面，而對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)后其出力對(duì)地方電網(wǎng)有功調(diào)度的影響研究較少。所以，在未來一段時(shí)期應(yīng)加大對(duì)出力方面的研究力度，為風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)有功優(yōu)化調(diào)度方案的選擇提供幫助，從而確保電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 思路構(gòu)建

3.1 經(jīng)典模型

通過對(duì)動(dòng)態(tài)有功調(diào)度的基礎(chǔ)理論進(jìn)行分析可知，它是一個(gè)多目標(biāo)、多時(shí)段的優(yōu)化問題。

基于多目標(biāo)的角度出發(fā)，優(yōu)化的目標(biāo)為燃料費(fèi)用最小化、電網(wǎng)損耗最小化和污染物排放量最小化。在這些目標(biāo)當(dāng)中，雖然燃料費(fèi)用的權(quán)重最大，但如果能夠統(tǒng)一考慮多目標(biāo)的折衷關(guān)系，則可以使調(diào)度策略的制訂更加合理，這樣便可以從不同的角度確定不同的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。

以多時(shí)段為前提進(jìn)行考慮，主要是以電網(wǎng)調(diào)度為著眼點(diǎn)，對(duì)基于時(shí)間尺度的節(jié)能發(fā)電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，并以能耗最低、污染物排放量最小為目標(biāo)制訂發(fā)電調(diào)度規(guī)則。在這一過程中，除了需要考慮當(dāng)前時(shí)間級(jí)的電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、連續(xù)供電的約束和節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)之外，還必須考慮各個(gè)時(shí)間級(jí)發(fā)電調(diào)度的協(xié)調(diào)性問題。

3.1.1 目標(biāo)函數(shù)的選擇

該模型當(dāng)中的目標(biāo)函數(shù)主要包括全系統(tǒng)發(fā)電燃料的總消耗量最小化、污染物排放量最小化和線損最小化。多時(shí)段經(jīng)濟(jì)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)具體包括能耗最小化、機(jī)組出力和爬坡率、備用機(jī)組容量等，其通用模型如下：

這是目前電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的通用模型，在建立時(shí)，可以選擇節(jié)能優(yōu)先、節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)型和雙目標(biāo)這三種方式。

3.1.2 約束條件的確定

約束條件具體包括：①與時(shí)間無關(guān)的約束條件，比如功率平衡約束、機(jī)組發(fā)電容量約束和安全約束；②與時(shí)間相關(guān)的約束條件，例如用水平衡約束、機(jī)組啟停時(shí)間和次數(shù)約束。

3.2 模型簡(jiǎn)化處理方法

由于上文建立的模型當(dāng)中并不包含潮流計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鲞@兩項(xiàng)內(nèi)容，而是將所有的計(jì)算建立在現(xiàn)有結(jié)果的基礎(chǔ)上，所以模型本身已經(jīng)最簡(jiǎn)化。同時(shí)，可將風(fēng)電機(jī)組的出力全部視為負(fù)荷進(jìn)行處理，以此來簡(jiǎn)化計(jì)算步驟。此外，在整個(gè)計(jì)算過程中對(duì)機(jī)組發(fā)電成本忽略不計(jì)。

3.3 混沌粒子群算法的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)粒子群算法存在一定程度的不足，不適用于本研究，所以提出一種混沌粒子群算法。這種算法的基本思路是借助混沌運(yùn)動(dòng)所具有的遍歷性特征，形成數(shù)量龐大的初始群體，然后從中選出最優(yōu)的初始群體，再以此為基礎(chǔ)對(duì)粒子個(gè)體進(jìn)行混沌擾動(dòng)，這樣可以使解跳出極值區(qū)間。

4 結(jié)束語

電源并入電網(wǎng)之后，能夠使火電機(jī)組的出力顯著下降，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和經(jīng)濟(jì)調(diào)度，也為系統(tǒng)排機(jī)順序的確定提供了可靠依據(jù)。限于篇幅原因，本文僅從風(fēng)電場(chǎng)作為間歇性電源的角度展開了研究，并未對(duì)光伏電站等其他間歇性電源進(jìn)行研究，所以在今后的工作中，還應(yīng)對(duì)其他間歇性電源作進(jìn)一步研究，這將是未來研究工作的主要方向。

參考文獻(xiàn)

[1]馬洲俊.含不確定性電源的電力系統(tǒng)柔性生產(chǎn)模擬及評(píng)估研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2013.

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作者簡(jiǎn)介：車輪（1975—），男，江蘇常州人，配網(wǎng)調(diào)度員，研究方向主要為電網(wǎng)調(diào)度。

〔編輯：李玨〕

Power System Containing Intermittent Power Supply Construction

Dynamic Optimization Scheduling of Active Thinking

Che Lun

Abstract： In recent years， with wind farms and solar power plants and a large network of operation of power systems caused some impact. In the power system can be such as wind farms and solar power plants， as intermittent power supply. In order to achieve intermittent electricity