分析大電網(wǎng)一體化運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益及架構(gòu)設(shè)計(jì)

陳興鑫++牟凡

文章編號(hào)：2095-6835（2016）17-0047-01

摘 要：電力系統(tǒng)運(yùn)行的最終目的是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)性。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、配電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)等共同組成的，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行過程中的經(jīng)濟(jì)性。因此，在電網(wǎng)運(yùn)行一體環(huán)境下，要考慮電力發(fā)、輸、配等多個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：大電網(wǎng)；經(jīng)濟(jì)效益；架構(gòu)設(shè)計(jì)；一體化運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.17.047

電力系統(tǒng)運(yùn)行的本質(zhì)就是通過發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)化為電能，然后通過輸送和配電等環(huán)節(jié)將電能傳送到用戶手中，再利用具體設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為其他能量的一體運(yùn)行過程。目前，在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，主要采用“統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理”的方式。因此，本文重點(diǎn)分析了大電網(wǎng)一體化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的相關(guān)內(nèi)容。

1 電網(wǎng)分層調(diào)控管理

我國(guó)電網(wǎng)實(shí)踐工程主要采用的是“統(tǒng)一調(diào)度，分級(jí)管理”的模式。從目前情況看，以國(guó)家電網(wǎng)為例，在調(diào)控管理上，主要分為國(guó)（分中心）調(diào)、省調(diào)、地調(diào)和縣調(diào)4種不同類型的管理模式。在這種管理背景下，每一級(jí)所管控的資源對(duì)象和資源范圍都會(huì)有所不同。在具體的調(diào)配過程中，由獨(dú)立的調(diào)度中心負(fù)責(zé)，然后通過各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)中心完成統(tǒng)一管理。從本質(zhì)上分析電網(wǎng)調(diào)度的情況可知，采用這種管理方式，在具體實(shí)施過程中，只能在每一層上實(shí)現(xiàn)對(duì)管控范圍的發(fā)、輸、配、用資源的一體化運(yùn)行。但是，從實(shí)際情況入手分析問題可以發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)物理是一個(gè)互聯(lián)整體，不同層級(jí)之間會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此，在具體的操作過程中，為了實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)環(huán)境下的一體化經(jīng)濟(jì)調(diào)度，在具體分析過程中，需要考慮邊界條件，例如電價(jià)信息、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)等數(shù)值的計(jì)算，并且要將所有的數(shù)據(jù)都納入到上下層級(jí)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，以確保電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)一體化和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益性。

2 分層電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型

在建立分層電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型的過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)省內(nèi)電網(wǎng)、省間電網(wǎng)的具體分層情況，以及電網(wǎng)在具體運(yùn)行過程中所表現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行針對(duì)性的分析，然后根據(jù)分析結(jié)果制訂可靠、合理的決策。下面，在具體分析過程中，以A區(qū)域?yàn)槔?/p>

針對(duì)B區(qū)域的電網(wǎng)情況進(jìn)行分析，依據(jù)B區(qū)域電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在構(gòu)建模型的過程中，要將省作為電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，并且將省間聯(lián)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)模型。讀取B區(qū)域內(nèi)各省網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算等值后的電價(jià)曲線和負(fù)荷范圍。在分析問題的過程中，需要將A區(qū)域內(nèi)各省電力、聯(lián)絡(luò)線電力作為決策變量的主要依據(jù)，從而構(gòu)建出最優(yōu)的一體化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)最優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一體化最優(yōu)經(jīng)濟(jì)模型的構(gòu)建如式（1）所示，即：

. （1）

式（1）中：Nk為用戶數(shù)量；Vk為用戶k用電產(chǎn)生的效用；Nt為分時(shí)間段范圍；Mk，t為用戶k在時(shí)段t互動(dòng)負(fù)荷的相應(yīng)成本；Nu為電網(wǎng)機(jī)組臺(tái)數(shù)； 為機(jī)組u在時(shí)段t的停電成本； 為機(jī)組u在時(shí)段t的上網(wǎng)電價(jià)。

對(duì)于A區(qū)域內(nèi)各省的省調(diào)問題，結(jié)合電網(wǎng)設(shè)計(jì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，深入分析了A區(qū)的供電情況、經(jīng)濟(jì)情況和用電情況，提出了構(gòu)建等值網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵斷面和網(wǎng)絡(luò)階段模型的設(shè)想。在分析電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的過程中，要讀取機(jī)組參數(shù)、斷面參數(shù)、負(fù)荷參數(shù)，確保電網(wǎng)運(yùn)行的合理性和經(jīng)濟(jì)性。在計(jì)算總調(diào)度的過程中，應(yīng)當(dāng)將A區(qū)域內(nèi)省間的交易結(jié)果視作指定的交易條件，從而確保大電網(wǎng)一體化運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3 大電網(wǎng)運(yùn)行一體化的建設(shè)

3.1 體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)

大電網(wǎng)一體化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是A區(qū)域電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)的一個(gè)主要部分。在詳細(xì)分析整個(gè)系統(tǒng)部署的過程中發(fā)現(xiàn)，調(diào)度區(qū)域的運(yùn)行需要通過該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)條件和其他區(qū)域的調(diào)度信息化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

在具體分析的過程中，使用的數(shù)據(jù)來源包括EMS（能量管理系統(tǒng)）、發(fā)電調(diào)度系統(tǒng)和供電局申報(bào)數(shù)據(jù)等。所有的數(shù)據(jù)在具體應(yīng)用前都進(jìn)行了詳細(xì)的核實(shí)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免因?yàn)閿?shù)據(jù)錯(cuò)誤而導(dǎo)致分析結(jié)果錯(cuò)誤。

3.2 系統(tǒng)模塊

系統(tǒng)模塊的業(yè)務(wù)模塊主要由5部分組成，即：①數(shù)據(jù)申報(bào)模塊。在分析過程中，它的主要任務(wù)是完成對(duì)使用數(shù)據(jù)的申報(bào)。其中，主要的數(shù)據(jù)包括售電力、購(gòu)電等，同時(shí)，還要審核復(fù)雜數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。②經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析模塊。該模塊的主要任務(wù)是完成對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中數(shù)據(jù)的分析，具體分析要從計(jì)劃和實(shí)際運(yùn)行2個(gè)角度出發(fā)，從年、月2個(gè)不同的時(shí)間緯度展開針對(duì)性分析。在分析過程中，涉及到的主要內(nèi)容有節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性等。③基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊。該模塊的主要任務(wù)是確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且做好相應(yīng)的維護(hù)工作，避免基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，影響最終的分析結(jié)果。其中，主要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有送電、機(jī)組和電廠等。④經(jīng)濟(jì)運(yùn)行預(yù)評(píng)估模塊。該模塊的任務(wù)是準(zhǔn)確評(píng)估省間電力交易、電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)等，為接下來的分析工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。⑤經(jīng)濟(jì)運(yùn)行后的評(píng)估模塊。通過合理的評(píng)估，準(zhǔn)確判斷經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是否達(dá)到了期望標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 系統(tǒng)目標(biāo)

在分析電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的過程中，要充分考慮、分析發(fā)電、輸配電、用電3個(gè)環(huán)節(jié)的工作。在具體的分析過程中，要分析影響電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的因素，從不同時(shí)序入手進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

依據(jù)評(píng)估和后評(píng)估2個(gè)時(shí)間緯度詳細(xì)評(píng)估A區(qū)域不同層級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，為保證電力系統(tǒng)科學(xué)、合理的運(yùn)行提供決策參考。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)比、分析計(jì)劃發(fā)電與實(shí)際發(fā)電的相關(guān)內(nèi)容，依據(jù)對(duì)比結(jié)果識(shí)別影響電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵要素。通過對(duì)用電主導(dǎo)行業(yè)的分析，準(zhǔn)確把握社會(huì)在用電量上的變化規(guī)律和數(shù)值特征，社會(huì)在電力上的需求變化，從而確保大電網(wǎng)一體化運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)束語(yǔ)

電網(wǎng)運(yùn)行一體化是現(xiàn)在用電行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，并且多地已經(jīng)落實(shí)了這種運(yùn)行模式。但是，由于其發(fā)展時(shí)間比較短，在具體應(yīng)用過程中，還有一些問題需要解決。對(duì)于運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，長(zhǎng)期以來，這一直是人們所探討的焦點(diǎn)問題。因此，在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)一體化運(yùn)行的過程中，要做好經(jīng)濟(jì)效益分析，確保運(yùn)行的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

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〔編輯：白潔〕