电网优化调度课件

科目名称：电网优化调度

目录一、电网经济运行二、电力系统经典经济调度三、电力系统最优潮流、四、电力市场和节能调度

培训目标掌握水火电资源的优缺点，合理安排开机方式；掌握降低网损的措施；了解区域电网调控的指标要求电网经济运行电网经济运行就是指电网在供电成本率低或发电能源消耗率及网损率最小的条件下运行。作用：电网经济运行就是一项实用性很强的节能技术。这项技术是在保证技术安全、经济合理的条件下，充分利用现有的设备、元件，不投资或有较少的投资，通过相关技术论证，选取最佳运行方式、调整负荷、提高功率因数、调整或更换变压器、电网改造等，在传输相同电量的基础上，以达到减少系统损耗，从而达到提高经济效益的目的。

电网经济运行降损的主要技术措施

合理进行电网改造，降低电能损耗合理安排变压器的运行方式，保证变压器经济运行合理调节配网运方使其经济运行合理配置电网的补偿装置合理安排补偿容量做到经济调度，有效降低网损电力系统经典经济调度

在电力系统中，实现系统安全经济运行对国民经济发展具有重大的意义，因此从本世纪30年代开始，世界各国对发电厂的经济负荷分配、系统的安全经济调度、最优潮流等问题都作了深入的研究，并逐步的将各种优化调度方法应用到实际系统中。近年来电力市场在国内外的普遍运行，也将促进优化调度理论更进一步发展。电力系统经典经济调度

电力系统优化调度的分类，通常按照其优化方法及发展历程，应该归结为两类:经典经济调度和最优潮流(现代经济调度)，而从优化时间段的长短上又可分为静态优化调度和动态优化调度。

电力系统经典经济调度

1、优化调度方法研究与应用的回顾电力系统不仅本身庞大复杂，而且它对国民经济发展具有极强的重要性，因此将优化原理应用到电力系统中，实现电力系统安全、可靠、优质经济运行，一直是电力工作者所关注的课题。早在1920年就己经开始了这方面的研究工作，发展到现在己经提出了很多种优化调度的方法。目前用于电力系统优化调度问题的数学方法归纳起来共有四类：线性规划模型、非线性规划模型、一次规划模型和动态规划模型。电力系统最优潮流

最优潮流是同时考虑网络安全性和系统的经济性的一种实现电力系统优化的问题，它以数学规划为基本模式，可以处理大量的约束。最优潮流与经典的经济调度相比，不仅可以考虑更多的约束条件，并且其优化精度更高。而目前经典经济调度，除了发电机的有功功率约束外，只有部分方法能够处理线路安全约束，对最优潮流中的其他约束无法处理

电力市场和节能调度

过去二十几年来，世界上很多国家和地区都在改革自己的电力工业，他们在改革当中发现，电力的自然垄断特性实际只存在于电网，竞争可以在电力生产和销售的许多领域发挥作用，比如说：第一，发电公司之间是彼此竞争的，他们为了获得更多的零售供应商，纷纷提高自己的效益，降低价格，改进合同的条款。第二，发电公司自主决策，决定厂房的规模和大小，决定使用何种燃料以及决定何时、何地建立自己的厂房。第三，零售方之间存在竞争关系，他们竞相提高效率，降低价格，改进合同的条款以吸引更多的工业和家庭用户。各国经验表明，打破垄断，引入竞争，构建政府监管下的公开、公平、有序的电力市场是实现各项改革目标的最佳手段。

（1）我国电力工业市场化改革是计划经济向市场经济的转换，在我国以往的改革中，只要政府放开了价格，就很容易的形成了市场竞争机制，这主要是因为农业、轻工业和商业等行业市场进入比较容易，垄断较难形成。如果由此认为只要政府把定价权交给电力企业，电力市场就自然而然的出现，则必然导致形成的是垄断的、操纵的“市场”，这种“市场”并不能对资源配置起到优化作用，实现各项改革目标。因此，对于电力市场的建立，必须在法律层面制定规则，政府采取积极“组织竞争”，打破垄断的政策，市场运营机构统一规划、设计和运营该电力市场。

（2）重视电价形成机制和电价体系的研究，建立起一套规范、科学的政府监管与市场作用相结合的电价制度。这主要是因为电力工程项目投资大，周期长，以及电能生产与消费同时进行的特性造成的。而市场价格对于长期目标可能存在失灵的现象，对于供需的短期调节作用则具有滞后性。这就要求采取其它一些措施弥补市场价格的不足，通过对电力供需和电价事先作出科学的预测等，协调电力短期供需与长远发展的矛盾，维护市场的稳定。

（3）对于涉及国民经济长远发展的某些总量指标、某些非经济因素、社会“公平”因素等，不适于市场调节的，应综合运用法律、政策、监管等手段，保证实现电力工业应尽的社会义务。改革成败的标志

可以用以下几方面评价电力市场改革成功与否：

（1）竞争领域（主要是发电与零售）是否完全开放，发展资金是否充足，投资是否理性，竞争是否促进了参与方整体的健康发展；

（2）管制领域（主要是输电与配电）是否具有与电力市场需求相适应的设施环境并低成本、高效率地运行；

（3）电力供应是否能够满足不断增长的电力需求，系统运行是否安全可靠；

（4）电价是否及时正确地反映供求关系，平均价格是否保持在一个较低水平；

（5）电力工业发展是否满足环境保护的约束。电力市场理论

在英美等市场化较发达国家，电力市场概念的表述通常使用electricityrestructuring（电力工业重组）、deregulation（放松管制）、unlockingthegrid（放开电网）、opentransmissionaccess（开放输电通道），而较少泛泛使用powermarket（电力市场）。从以上概念可见，市场改革同破除垄断之间有着密切的联系。随着现代高压互联电网技术的应用，单独一个电厂已经失去了垄断地位，电力工业的自然垄断特性实质是指电网的垄断。市场化改革的思路是：在垄断环节实行科学的监管，尽可能减少电网对市场的束缚；在其他环节，打破垄断，引入竞争，给市场参与者以充分的选择自由。市场参与者自由选择权是实现改革目标的最大保证。有了选择权，才能保证所有市场参与者利益极大化，才能保证资源有效配置，才能保证电力供应商长期健康成长，才能保证用户合理、高效使用电能。

经济调度与电力市场的关系

电力系统经济调度和电力市场的目标具有一致性，其差别在于一个是用“有形的手”使参与者被动实施，一个是用“无形的手”引导参与者自觉参加。经济调度不仅是电力市场理论基础的组成部分，也是评估电力市场实践的标准。电力市场不是要把我们从持续的经济调度工作中解放出来，相反，从理解电力市场并在实践中取得实效的角度出发，我们还必须补上经济调度这一课

经济调度与电力市场的关系

（1）经济调度是搞好电力市场的基础（2）经济与安全的协调（3）发电与输电的协调（4）发电与用电的协调节能调度与竞价上网能完美结合

首先，从本质上看，两者都旨在降低能耗，合理科学利用能源。但节能发电调度，是更多地从降低污染物排放指标角度考量，而电力市场竞价上网，则更多是从运用市场价格机制来权衡发电资源的优化配置。节能调度与竞价上网能完美结合

其次，从电量价格来看，两者有显然差异。发电侧电力市场的基本因素是竞价上网的电量价格，按现行做法，它仅仅是发电商年度分配电量的１５％左右，另外大部分电量仍以合约电量的价格计算；而节能发电调度的实施效果，除了优先调度的再生能源机组外，对于燃煤火电机组来说则能及时有效地促使发电企业狠抓精细化管理，把发电企业内部的节能降耗工作落实到每一个环节和每一个岗位，在更大范围内通过降低发电燃煤成本来降低上网电价，从而有利于发挥竞争优势。节能调度与竞价上网能完美结合

实施节能发电调度与电力市场机制有机结合，既要积极开展节能发电调度试点工作，完善调度技术手段和人员配备，制定电网应急预案，确保新旧调度方式的平稳过渡和电网安全稳定运行；又要在非试点地区，按照节能、环保、经济的原则，改进发电调度方式，对不同能耗、排污的发电机组安排差别电量计划。随着电力市场化改革的深入，市场配置资源的作用明显加强，节能发电调度与电力市场机制完善结合，必将减少能源消耗和污染物排放，提高能源效率，推动电力工业又好又快发展。节能发电调度办法（试行）科目小结

本篇文章叙述了电力系统优化调度研究的目的和意义，回顾了经典经济调度、最优潮流近二十年来优化调度的发展，详细地分析了这两种调度方法发展中出现的问题以及各自的解决方法，经典经济调度计算速度快适合在线应用；最优潮流计算精确但相对经济调度而言计算速度慢，无法应用到实时调度。同时也提出了这两种优化方法中急需解决的问题。通过了解电力市场，熟悉节能调度的手段。作业练习2、电网经济运行降损的主要技术措施：答：（1）合理进行电网改造，降低电能损耗（2）合理安排变压器的运行方式，保证变压器经济运行（3）合理调节配网运方使其经济运行（4）合理配置电网的补偿装置合理安排补偿容量（5）做到经济调度，有效降低网损作业练习3、目前用于电力系统优化调度问题的数学方法归纳起来共有哪四类？答：线性规划模型、非线性规划模型、一次规划模型和动态规划模型。4、动态规划法有哪些优缺点？答：动态规划法把全过程化为一系列结构相似的子问题，每个子问题的变量个数大大减少，约束集合也简单，更利于得到全局最优解，并目可以利用经验提高求解的效率。其缺点是用数值方法进行求解时存在维数灾的问题，也无法构造标准的数学模型。动态规划法可以用来较好地求解动态优化调度问题，也可以圆满地完成负荷经济分配任务。作业练习5、什么叫经典经济调度？答：经典经济调度是指系统的发电容量大于负荷需求时，系统中参加运行的机组己经预先确定的情况下，将负荷优化分配给各发电机组，达到全系统的燃料消耗量或发电费用最小。6、什么叫最优潮流？答：最优潮流是同时考虑网络安全性和系统的经济性的一种实现电力系统优化的问题，它以数学规划为基本模式，可以处理大量的约束。最优潮流与经典的经济调度相比，不仅可以考虑更多的约束条件，并且其优化精度更高。而目前经典经济调度，除了发电机的有功功率约束外，只有部分方法能够处理线路安全约束，对最优潮流中的其他约束无法处理。作业练习7、目前最优潮流用于实时应用还有哪些困难？答：目前最优潮流用于实时应用还有几方面的困难，一是其计算量大、计算速度慢，无法在较短的时间内完成优化计算，并且其优化后的发电机发电量距离原发电计划的各机组发电量较远。二是目前它所考虑的只是正常工作状态下的线路安全约束，如果同时计入故障状态下的线路安全约束，将大大增加计算量和计算时间，使得最优潮流计算在线应用变得不可能。三是静态优化调度只是对动态电力系统的一个时间段进行优化计算，不考虑各时间段之间的耦合性和变量变化的连续性。而实时化调度是一个动态调度问题，需要考