摘 要對跨區(qū)電力電量的交換與用電調(diào)節(jié)工作的考慮，以彌補電力電量出現(xiàn)缺口的調(diào)整費用最低作為主要實施目標(biāo)，本文針對性的提出了一種電力電量平衡分析與優(yōu)化的模型，并充分考慮到水庫的調(diào)度以及檢修計劃對其發(fā)電能力造成的影響，結(jié)合系統(tǒng)的仿真運算，有效驗證了其所提供的模型的科學(xué)性和有效性。

【關(guān)鍵詞】機會約束 電力電量 平衡優(yōu)化模型

電力電量的平衡就是指在規(guī)定的時間和周期的范圍內(nèi)，對電力系統(tǒng)當(dāng)中每個發(fā)電廠的出力和發(fā)電量實施跨區(qū)和跨季節(jié)的統(tǒng)籌性安排，實現(xiàn)對電力資源的優(yōu)化利用，使其在每個時間段的供電程度達到一種平衡的狀態(tài)，這在長期的電力規(guī)劃與調(diào)度工作上起到了決策性依據(jù)的作用。傳統(tǒng)形式下的電力電量平衡分析工作的主要方式是將實現(xiàn)給定的測量負(fù)荷的曲線圖實施分解，并且對其中各種不同類型機組的運行環(huán)境進行組合，有順序的安排發(fā)電廠中的各項發(fā)電流程。

1 機會約束下的電力電量平衡的具體效果

伴隨當(dāng)前我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，跨區(qū)電力電量的交換需求和輸送能力都在不斷的提升，水電、風(fēng)電等清潔能源發(fā)電規(guī)模不斷提高，同時用電測管理水平也在不斷的提高，進一步為電力電量的平衡需求提出了更高的優(yōu)化要求。為了有效協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌電力網(wǎng)的供電能力，實現(xiàn)大范圍能源的優(yōu)化配置，以機組組合與經(jīng)濟調(diào)節(jié)的形式，將成本最小化作為目標(biāo)函數(shù)，建立起了電力電量平衡分析的優(yōu)化模型，為電力電量的有效平衡提供出了一種全新的解決方式。但是這種電力電量平衡優(yōu)化模式在其構(gòu)建的過程當(dāng)中對發(fā)電的約束條件只單純的考慮了技術(shù)出力的限制性，并沒有對其進行細化，考慮到水庫調(diào)度和檢修計劃等方面因素對發(fā)電站造成的影響，該模型的建立還需要不斷的完善。

電力系統(tǒng)當(dāng)中包含了非常多不確定性的因素，比如負(fù)荷偏差以及水電站水量的隨機性等方面，這些都會對電力電量的平衡造成比較大的影響。在最近幾年的發(fā)展中，伴隨風(fēng)力發(fā)電中出現(xiàn)的間歇性狀況和其滲透率不斷的上升，不確定性因素的影響不斷的上升，并且在當(dāng)前電力電量的平衡分析中，基本都采用將這些不確定性因素轉(zhuǎn)變成定性變量的分析方式，造成了最后的分析效果不精確。因此對這方面的工作我們還需要不斷探索全新的解決方法。機會約束的規(guī)劃屬于一種隨機規(guī)劃的方式，主要適用于在對求解約束當(dāng)中所涵蓋的隨機變量與優(yōu)化模型，當(dāng)前已經(jīng)在有機組合的應(yīng)用、電力網(wǎng)絡(luò)的重新組建以及無功優(yōu)化等相關(guān)的電力系統(tǒng)優(yōu)化的問題當(dāng)中得到應(yīng)用，為不確定性電力電量的平衡分析問題提供出了全新的求解思路。

基于以上的發(fā)展背景，為了有效的運用跨區(qū)交換能力和用電側(cè)調(diào)節(jié)能力，通過減少外送電、提升外購電以及將可中斷的負(fù)荷調(diào)整的費用最小作為主要的目標(biāo)函數(shù)，建立起不確定性的電力電量平衡分析目標(biāo)優(yōu)化模型，在這種模式下研究對水庫調(diào)度計劃與檢修計劃對發(fā)電能力產(chǎn)生的影響。模型提升了水庫與檢修有關(guān)的約束性，同時還有利于通過機會約束的規(guī)劃方式對電力系統(tǒng)的負(fù)荷加以預(yù)測，還可以對風(fēng)電以及來水的不確定性能產(chǎn)生影響進行處理，將系統(tǒng)中的電力、電量的約束形式通過相應(yīng)的置信水平來加以滿足，并可以將其表示成為概率的形式，在進行模型求解的過程中，基于概率統(tǒng)計的理論與二分法的分析方式，得出了概率模型的確定化的表現(xiàn)形式。最后將其所建立的模型轉(zhuǎn)化成為混合型的整數(shù)規(guī)劃的方式，運用CPLEX的方式來進行求解，結(jié)果證明了這種模型的有效性。

2 優(yōu)化模型分析

對目標(biāo)函數(shù)的研究是對電力電量平衡分析的一種有效方式，是在電力電量供需形勢比較緊張的狀況下，通過優(yōu)化調(diào)度的方式來對各個發(fā)電站的電能實施調(diào)度，讓其出現(xiàn)電量缺口的部分在最短的時間內(nèi)得到相應(yīng)的電量補充。常見的電量調(diào)整的措施主要包含了減少外送電、提升外購電量以及實現(xiàn)可中斷的負(fù)荷等。

約束性條件就是考慮到水庫調(diào)度與檢修工作對電力電量平衡產(chǎn)生的影響，該模型的約束條件主要包含了對系統(tǒng)電量的約束性、系統(tǒng)電力的約束以及火電機組的約束性、水電機組的約束、電站檢修等相關(guān)的約束。同時還考慮到了負(fù)荷、風(fēng)電以及來水工作出現(xiàn)的不確定性，對部分的約束性條件的影響，采取機會約束規(guī)劃理念來實施建模工作。

為了分析檢修與水庫調(diào)度中相關(guān)的約束對電力電量平衡造成的結(jié)果影響，分別對以下三個方面的方案實施分析：考慮檢修與水庫調(diào)度的機會約束、考慮檢修約束同時不考慮水庫相關(guān)約束、不考慮檢修約束同時考慮水庫調(diào)度約束。通過對這三種方案的有效對比，可以看到在電力電量的分析中沒有考慮到水庫調(diào)度的相關(guān)約束，水電系統(tǒng)中的發(fā)電量被高估，最大的偏差值達到了8倍以上；通過相關(guān)的分析可以看出，在水電系統(tǒng)的大型發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，兩種方案對豐水期的評估偏差過小，在枯水期的實際評估偏大，這主要是因為在枯水期水量不斷的下降，水庫中的實際蓄水量對水電站的發(fā)電能力影響比較大。因此，在不考慮水庫調(diào)度的約束情況下，對水電站的發(fā)電能力的評估會產(chǎn)生比較大的誤差性，這將對電力電量的平衡分析準(zhǔn)確性產(chǎn)生不良的影響。

3 結(jié)束語

本文研究了機會約束下電力電量平衡效果分析優(yōu)化模型，從中可以看出在電力系統(tǒng)中通過對每個發(fā)電廠的發(fā)電量實施跨區(qū)和跨季節(jié)的統(tǒng)籌性安排，可以實現(xiàn)對電力資源的優(yōu)化利用；讓其在每個時間段的供電程度達到一種平衡的狀態(tài)，這在長期的電力規(guī)劃與調(diào)度工作上起到了決策性的依據(jù)作用，同時也為我國電力企業(yè)的發(fā)展提供了充分保障。

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作者簡介

劉澤鑫（1988-），安徽，男，碩士，科員，中級工程師。主要研究方向為電力系統(tǒng)規(guī)劃，電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制，直流輸電等等。

作者單位

中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司 廣東省廣州市 510663endprint