建立安全與經濟的電力系統優化調度協調機制

馮曉珂

建立兼顧安全與經濟的電力系統優化調度協調理論，并在此基礎上實行電力生產環節、時間控制、空間控制、對象、電力系統安全穩定的控制辦法、優化目標、“三公”調度等方面的協調機制、模型。該模型是在空間、時間尺度上提出的一種自下而上決策方式，并有效綜合了各個區域范圍內調度計劃，使資源能夠優化配置，在電力系統生產環節中，在市場機制基礎上實行節能發電的模式。

一、優化調度協調理論框架建立需要考慮的問題

1.調度空間尺寸方面。就調度空間尺寸方面來看，各級調度需要積極與上一級聯絡線以及下一級聯絡線的年、月、日等實行平衡優化調度，簡單來說就是跨區域、省份、年度等方面，使其能夠實現平衡優化調度交易計劃之間協調。

2.調度時間尺寸方面。就調度時間尺寸來說，一定要考慮年、月、周、日、滾動、平衡優化之間的調度，對其偏差以及電網阻塞在線矯正等方面控制進行協調。

3.電力生產環節方面協調。電力系統優化調度必須要考慮與電力生產之間發電、輸電、配電、銷售等方面的協調，并且要考慮電力市場競爭方面協調，實現節能發電調度的協調。

4.兼顧安全與經濟的優化目標方面的協調。電力系統優化調度的目標一般情況下包括經濟型、安全型目標。并在這兩者兼顧情況下進行協調，研究怎么樣才能夠協調安全、經濟兩個方面的目標，實現使經濟效益能夠最大化。

5.須實現電力優化調度和電網安全控制方面的協調以及有功、無功控制對象方面進行協調。電力系統優化調度方面必須要使有功、無功兩者進行協調，這兩者之間的控制問題是值得研究的，以便能夠滿足安全運行的條件，最終實現經濟效益最大化。

二、協調調度空間尺度

1.基本原則。一般情況下，資源優化配置范圍越大其獲取的經濟效益越大，并且這也是決定跨區調度的交易完成的首要條件。為了能夠有效實現能源在全國范圍內優化配置，各省級、區級范圍的電力供求關系能夠傳至國調，使國家、區域調度交易能夠納入到省級電力范圍之中，應該首先制定、執行相應的管理原則，有效保障電力資源的優化配置。可以按照分級管理原則，對電網進行安全矯正，國調對管轄范圍內電網安全調度，區域調度負責管轄范圍內電網跨省矯正，有效實現三級調度系統的分局管理模式。并依照公平、公正原則向各級調度中心傳遞消息。

當調度系統在執行計劃的時候假使出現阻塞現象，應該將資源最優配置作為發展原則，保障上一級調度系統能夠有效完成合同交易。假如省市間輸電線出現阻塞情況的時候，為了保障國家、區域調度計劃的完成，應將省級調度交易的量減少。就同類型合同來說，應該按照價格原則，選擇價低的一方。省級調度應該首先考慮國家、區域調度技術的完成。

2.協調調度模型以及方式。就空間尺度上來說，因為電力系統優化調度涉及的方面較廣，在進行優化的時候一定要使用分層協調的方式進行。所以，就跨區、跨省以及省內電網調度交易計劃的設計來說，為了能夠有效提升運行效率，應該采用“自上而下預安排及申報、自上而下決策、整體優化”等多方面的思路進行。省調是將省內電力點亮數據曲線有效傳遞到區域調度之內，并將其傳遞給國調。并且，國調制定的跨區域計劃應該將其作為交易計劃的邊界條件。省內調度交易計劃與省外調度交易計劃制定詳見下圖。

就一些中長期以及提前數小時的交易，應該具有足夠時間依照“自下而上預決策以及申報”原則進行的，并順利完成三級調度交易計劃協調。

當然，省級調度也可以在考慮省與省質檢的區域輸電容量、跨區域輸電價格等因素基礎上，向國調申請購電報價曲線以及售電報價曲線，有國調、區域質檢協調進行。“自下而上預決策以及申報、自下而上的決策、整體優化”等具體操作環節中，應當考慮各級調度計劃之間在同一時間的協調作用，當前時間與上一級時間的之間調度計劃，以及當前時間與下一級時間的各級調度計劃的優化協調。

三、兼顧安全與經濟的優化目標協調

就安全與經濟優化目標來說，研究怎么樣才能夠在安全與經濟目標上面實現優化統籌，使其能夠在安全允許的條件下實現經濟效益最大化。現代電力系統優化調度的最后目標以及約束條件之間存在一定聯系關系，這種關系具有兩個方面的含義：首先，其約束以及目標能夠使用某種方式進行轉換，這種性質上實現線性規劃能夠得到充分證明，在非線性規劃中局部也能夠成立，因為非線性模型在局部能夠實現線性化；其次，安全約束方面的條件越嚴格，經濟化目標方面的優化就會越差，為了能夠更近一步實現優化結果，保障電網的安全運行，應該盡量放寬約束地方條件。所以，在優化調度中存在安全以及經濟兩個方面不同側重方向，想要進一步實現電網安全方面的問題，就一定要在電網安全運行基礎上進行優化。

四、電力系統安全穩定控制措施的協調

就空間尺度、時間尺度上一級實施平衡優化調度、電網阻塞校正等方面因素來說，都一定要事先進行安全核實，并且在進行安全核實的時候應該制定安全穩定的控制措施，并與之相協調，盡量提升電網輸送能力，實現電力優化調度的控制。

電力系統安全運行指的是以電網各斷面穩定送極限進行表示的。通常情況下，電網各斷面的穩定輸送極限是由離線程序進行計算的。這種極限穩定一般是由電力系統中可能會出現的較為嚴重事故方式進行計算的，一般情況下，較為保守，繼而限制了電力系統輸送能力。動態安全評估分析是在考慮運行的電力系統穩定極限中進行的，就當前運行方式來講，針對故障進行系統動態評估，就能夠得出當前運行方式下電網各斷面穩定極限，并以此要求來制定相應的調度計劃，繼而實現預防性控制，有效提升電力系統輸送能力。

五、與“三公”調度的協調

“三公”調度說的是電力調度機構按照國家法律、法規，在滿足電力系統安全運行條件的前提下，對各個發電企業按照“三公”的原則進行調度，然后披露信息。事實上，“三公”調度是電網安全與各方經濟利益相協調的復雜工程，一定要先適應法律法規進行工作，電力調度交易機構一定要以政府下達各個電廠年度發電計劃為依據，堅持按照相應比例完成政府下達的命令。當電力系統制定的分配計劃不能夠滿足相應需求的時候，就一定要按照電網約束條件進行調整計劃然后對其實施控制，使整個區域內的機組能夠按照原定計劃完成相應的工作，保障電力系統的安全運行，在遵循“三公”調度原則下，實現電力優化調度。

現階段，我國電力市場仍舊處于建設完善之中，電力系統的優化調度控制處于起步階段，相關的理論概念仍舊需要進一步發展，因此，不斷優化調度協調控制體系還需要各個方面共同努力，隨著電力系統優化調度協調理論的進一步發展，電力企業智能化水平將會不斷提升，使其能夠在市場環境下實現電網安全、穩定、經濟的運行。

（作者單位：陜西省地方電力（集團）有限公司漢中供電分公司）