考慮“三公”調(diào)度的兩階段年滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型

謝 冰，楊小衛(wèi)，于壯狀，羅 剛，郭瑞鵬

(1. 浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，浙江 杭州 310027；2. 廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心，廣西 南寧 530023；3. 國(guó)家電網(wǎng)公司華北電力調(diào)控分中心，北京 100053；4. 國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000)

0 引言

發(fā)電計(jì)劃的優(yōu)化編制是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。目前我國(guó)各級(jí)調(diào)度中心大多采用“三公”調(diào)度模式，即公平、公正、公開地安排機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃[1]?！叭闭{(diào)度的關(guān)鍵指標(biāo)是各電廠年度計(jì)劃電量完成進(jìn)度的趨同。相較于各電廠機(jī)組的日出力計(jì)劃，“三公”調(diào)度更關(guān)注電廠能否寬松地完成年度計(jì)劃電量，并且當(dāng)年度需求預(yù)測(cè)與預(yù)控電量有偏差時(shí)能否平等地分配偏差電量[2]。隨著清潔能源的大量接入以及直接交易電量比例的大幅增加，“三公”調(diào)度面臨更加艱難的處境，對(duì)發(fā)電計(jì)劃的制定提出了新的要求。

安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度通常針對(duì)發(fā)電機(jī)組的日出力計(jì)劃，使購電成本或發(fā)電成本目標(biāo)函數(shù)最低，環(huán)境經(jīng)濟(jì)調(diào)度還考慮污染物排放量[3]，優(yōu)化機(jī)組日內(nèi)發(fā)電計(jì)劃，目前已有較多研究[4-8]。文獻(xiàn)[5]提出考慮電量協(xié)調(diào)的日內(nèi)發(fā)電調(diào)度方法，通過建立電量、電力兩級(jí)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)兼顧日內(nèi)風(fēng)電波動(dòng)的電量進(jìn)度控制；文獻(xiàn)[6-7]基于華北電網(wǎng)日內(nèi)調(diào)度系統(tǒng)，將日前發(fā)電計(jì)劃結(jié)果與長(zhǎng)、短周期優(yōu)化結(jié)果關(guān)聯(lián)起來，為日內(nèi)實(shí)時(shí)調(diào)度提供支持；文獻(xiàn)[8]提出了考慮機(jī)組合同電量完成動(dòng)態(tài)均衡的日內(nèi)安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度模式。傳統(tǒng)的安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型一般以日為優(yōu)化計(jì)算范圍，無法在長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)考慮“三公”調(diào)度的要求。

“三公”調(diào)度的日計(jì)劃編制應(yīng)在全年時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化，需要站在計(jì)劃日“瞻前顧后”，滾動(dòng)計(jì)算年度剩余周期的發(fā)電計(jì)劃。文獻(xiàn)[2]以機(jī)組年度計(jì)劃發(fā)電量與合同電量的偏差最小為目標(biāo)，并依據(jù)不同時(shí)段發(fā)電計(jì)劃的需求差異，進(jìn)一步建立了全周期變時(shí)段發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型。文獻(xiàn)[9]通過時(shí)段簡(jiǎn)化和電力電量解耦，建立了以電量進(jìn)度偏差最小為目標(biāo)的月度安全約束機(jī)組組合模型。文獻(xiàn)[10]考慮風(fēng)電接入對(duì)火電“三公”調(diào)度的影響，提出了出力計(jì)劃兩階段優(yōu)化方法，首先編制風(fēng)電出力和火電出力的期望計(jì)劃，其次在優(yōu)先風(fēng)電的前提下，使火電出力與期望計(jì)劃偏差最小。上述研究均建立在將年度計(jì)劃電量向月度目標(biāo)電量及日前目標(biāo)電量進(jìn)行分解的前提下，保證日內(nèi)或者月度的電量完成進(jìn)度相近，從而使年度電量完成情況趨同，無法在長(zhǎng)周期范圍內(nèi)優(yōu)化資源配置以及發(fā)電計(jì)劃。

在中長(zhǎng)期范圍內(nèi)優(yōu)化機(jī)組發(fā)電計(jì)劃及機(jī)組組合，能夠考慮機(jī)組啟停機(jī)、機(jī)組檢修、直接交易等的協(xié)調(diào)性，可以在更大的時(shí)間范圍實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。為兼顧節(jié)能經(jīng)濟(jì)的要求，在制定整體發(fā)電計(jì)劃的優(yōu)化決策時(shí)需統(tǒng)籌兼顧安全與經(jīng)濟(jì)、節(jié)能與減排、效率與公平等諸多因素，建立發(fā)電計(jì)劃的多目標(biāo)優(yōu)化模型可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)目標(biāo)的綜合優(yōu)化[11-13]。

本文提出考慮“三公”調(diào)度的兩階段年滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型，引入直接交易通過率、平均負(fù)荷率以及機(jī)組啟停次數(shù)等多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，在滿足“三公”調(diào)度電量完成率趨同的要求下，盡可能滿足直接交易計(jì)劃，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和節(jié)能性，并在此基礎(chǔ)上保持電廠日負(fù)荷率的平穩(wěn)性。

1 考慮“三公”調(diào)度的兩階段年滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型

火電機(jī)組發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化時(shí)首先需要根據(jù)下述因素預(yù)測(cè)火電機(jī)組的總體發(fā)電計(jì)劃：

a. 根據(jù)歷史網(wǎng)供電量預(yù)測(cè)電量需求；

b. 預(yù)測(cè)清潔能源(水電、核電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、氣電)等優(yōu)先上網(wǎng)電量；

c. 基于跨區(qū)跨省聯(lián)絡(luò)線交易合約確定月度交易電量，形成聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃。

在年度滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃的實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)月或次月的負(fù)荷預(yù)測(cè)、省間送受電計(jì)劃及水電計(jì)劃一般按日給出，并擁有相對(duì)較高的精度，機(jī)組檢修計(jì)劃一般也按日編制，故年度滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃也以日為單位，月度需求電量計(jì)劃也需要分解至日。

發(fā)電計(jì)劃安排是一個(gè)持續(xù)滾動(dòng)修正的過程[14]。在計(jì)劃執(zhí)行過程中逐日跟蹤機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、新能源出力、負(fù)荷預(yù)測(cè)等邊界條件的變化，根據(jù)發(fā)電計(jì)劃的執(zhí)行偏差進(jìn)行滾動(dòng)分析、目標(biāo)調(diào)整與計(jì)劃電量修正，以適應(yīng)新的情況，降低計(jì)劃執(zhí)行偏差的風(fēng)險(xiǎn)[15]。

1.1 考慮直接交易及“三公”調(diào)度的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型

a. 日電量平衡約束：

(1)

b. 各電廠日發(fā)電量與累計(jì)電量的關(guān)系約束：

(2)

c. 各機(jī)組各日是否啟停機(jī)與機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系約束：

(3)

(4)

(5)

d. 各機(jī)組各日的運(yùn)行狀態(tài)約束：

(6)

e. 機(jī)組最小連續(xù)停機(jī)天數(shù)約束。

機(jī)組啟停的代價(jià)較大，故停機(jī)后一般應(yīng)連續(xù)停機(jī)一定天數(shù)，即：

(7)

f. 機(jī)組最小連續(xù)運(yùn)行天數(shù)約束。

機(jī)組啟停的代價(jià)較大，故開機(jī)后一般應(yīng)連續(xù)運(yùn)行一定的天數(shù)，即：

(8)

g. 各電廠各日的最大發(fā)電量約束：

(9)

h. 各電廠各日的最小發(fā)電量約束：

(10)

i. 各電廠月度直接交易電量約束。

實(shí)際應(yīng)用中，各電廠各月的直接交易計(jì)劃需向營(yíng)銷部上報(bào)，并經(jīng)調(diào)控中心校核后確定，故營(yíng)銷部提供的直接交易計(jì)劃事實(shí)上為交易電量的上限，即：

(11)

j. 各電廠月交易電量與累計(jì)交易電量的關(guān)系約束：

(12)

k. 各電廠各月底的累計(jì)電量完成率約束：

(13)

l. 各電廠月底電量完成率上下限約束：

(14)

m. 各日的火電總開機(jī)容量約束。

我國(guó)的裝機(jī)以燃煤火電大機(jī)組為主，由于機(jī)組啟動(dòng)過程步驟多、時(shí)間長(zhǎng)，且具有負(fù)荷率越低單位煤耗越高的特性，因此日內(nèi)啟停的操作性、經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性不佳，需要在中長(zhǎng)時(shí)間跨度上優(yōu)化機(jī)組啟停，通過有序調(diào)停[16]提高運(yùn)行機(jī)組的平均負(fù)荷率水平以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性[17]。

因此，在實(shí)際運(yùn)行中，若運(yùn)行機(jī)組的平均負(fù)荷率過低，可通過優(yōu)化機(jī)組組合，調(diào)停部分機(jī)組，提高運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷率，從而降低電網(wǎng)的總體煤耗，故有目標(biāo)約束：

(15)

式(15)的目標(biāo)約束可以用式(16)—(18)替代。

minsd

(16)

(17)

sd≥0

(18)

其中，sd為第d日火電開機(jī)容載比超出期望上限的幅度。

n. 目標(biāo)函數(shù)。

“三公”調(diào)度發(fā)電計(jì)劃的主要優(yōu)化目標(biāo)是使各電廠的年度電量完成率趨同，即可以表示為各電廠的年度電量完成率之間的差額最小。同時(shí)考慮到中長(zhǎng)期負(fù)荷及水文預(yù)測(cè)的精度較低，為減小因預(yù)測(cè)誤差對(duì)年底電量完成率造成調(diào)度困難，應(yīng)該在優(yōu)化目標(biāo)中加入各電廠的各月底累計(jì)電量完成率趨同。

優(yōu)化的多個(gè)目標(biāo)包含下面幾項(xiàng)：

(19)

(20)

(21)

(22)

式(19)及(20)中存在取絕對(duì)值函數(shù)，實(shí)際中可以替換為式(23)—(26)。

(23)

(24)

(25)

(26)

考慮直接交易及“三公”調(diào)度的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型存在5個(gè)目標(biāo)，實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)5個(gè)目標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)。這里對(duì)5個(gè)目標(biāo)進(jìn)行加權(quán)處理，即將式(16)和式(21)—(24)綜合為：

(27)

其中，W1、W2、W3、W4及W5分別為5個(gè)目標(biāo)的權(quán)重，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)取W1?W2?W3?W4,W5，在廣西電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用中取W1=1 000、W2=100、W3=10、W4=W5=1。由于優(yōu)化模型為線性混合整數(shù)優(yōu)化問題，取上述權(quán)重系數(shù)保證優(yōu)化目標(biāo)的不同優(yōu)先級(jí)，即可得到較合理的結(jié)果。

本節(jié)給出的考慮直接交易及“三公”調(diào)度的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型在數(shù)學(xué)上為線性混合整數(shù)優(yōu)化問題，可以采用CPLEX等商業(yè)優(yōu)化軟件求解。

1.2 考慮電廠日負(fù)荷率均衡的發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型

機(jī)組的計(jì)劃電量和功率平衡是橫縱方向的2個(gè)交叉約束，在考慮直接交易及“三公”調(diào)度的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型中，功率平衡為縱方向約束條件，要求各電廠第d日的上網(wǎng)電量之和等于該日的負(fù)荷電量需求；而該模型中以年度和月度電量完成率為優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化結(jié)果即確定了各電廠月度發(fā)電量以及年度發(fā)電量，因此各電廠的月度發(fā)電量作為橫向約束條件。

圖1 最優(yōu)解非唯一性說明圖Fig.1 Illustration of non-uniqueness of optimal solutions

從數(shù)學(xué)尋優(yōu)的角度，1.1節(jié)優(yōu)化問題的最優(yōu)解是不唯一的，可能出現(xiàn)日間電廠負(fù)荷率大幅度波動(dòng)的情況。在各月份各電廠電量完成情況均不變的情況下，對(duì)同一月份內(nèi)任意2 d的2座電廠A及B，按照?qǐng)D1所示的方法調(diào)整電量，例如在第一天電廠A增加出力1 kW·h，電廠B減少相應(yīng)的出力1 kW·h，在第二天電廠A減少出力1 kW·h，電廠B增加出力1 kW·h，若調(diào)整后電廠負(fù)荷率不越限，則優(yōu)化問題的可行性及最優(yōu)性均不變。這說明對(duì)于以電廠年度及月度電量完成率為目標(biāo)的優(yōu)化模型，在目標(biāo)函數(shù)值相同的情況下，各發(fā)電廠各天的出力計(jì)劃是不確定的，可能出現(xiàn)電廠日負(fù)荷率大幅波動(dòng)的不合理情況。

從實(shí)際運(yùn)行的角度來看，火電廠負(fù)荷率大幅度波動(dòng)，就需要頻繁調(diào)節(jié)蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門，這給實(shí)際操作造成不便，并導(dǎo)致機(jī)械磨損的加重[18]?？紤]實(shí)際操作的可行性，為使得火電廠負(fù)荷率盡可能平穩(wěn)，應(yīng)該最小化火電機(jī)組相鄰時(shí)段出力波動(dòng)，使電廠機(jī)組的日負(fù)荷率保持相對(duì)穩(wěn)定[19]。

根據(jù)1.1節(jié)的機(jī)組組合優(yōu)化模型可以確定機(jī)組的開停機(jī)計(jì)劃，在機(jī)組組合確定的基礎(chǔ)上對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化，以均衡電廠日負(fù)荷率。

a. 各電廠各日負(fù)荷率約束：

(28)

b. 電廠日負(fù)荷率變化之和最小目標(biāo)：

(29)

式(29)的目標(biāo)函數(shù)中存在取絕對(duì)值函數(shù)，實(shí)際中可采用式(30)—(32)替代。

(30)

(31)

(32)

由于機(jī)組開停機(jī)計(jì)劃在本階段已經(jīng)確定，故式(27)中W3及W4對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值為常量，考慮電廠日負(fù)荷率均衡的發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)如下：

(33)

其中，W6為電廠日負(fù)荷率均衡目標(biāo)的權(quán)重，應(yīng)取較小值，實(shí)際應(yīng)用中取W6=0.1。本節(jié)的優(yōu)化模型在數(shù)學(xué)上為線性規(guī)劃問題，其數(shù)值求解可靠高效。

理論上，可以將電廠日負(fù)荷率均衡目標(biāo)加權(quán)到1.1節(jié)中的機(jī)組組合優(yōu)化模型，并進(jìn)行統(tǒng)一求解。由于機(jī)組組合優(yōu)化模型為混合整數(shù)線性規(guī)劃問題，整數(shù)變量多，計(jì)算規(guī)模大，統(tǒng)一求解不僅會(huì)增加混合整數(shù)優(yōu)化問題的計(jì)算規(guī)模，優(yōu)化算法還需要在第一階段目標(biāo)函數(shù)值相同的眾多解中尋找第二階段目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)的解，分支定界樹的規(guī)模將大幅增加，計(jì)算量巨大，難以滿足實(shí)際電網(wǎng)的要求。為提高計(jì)算速度，電廠日負(fù)荷率均衡目標(biāo)采用第二階段模型單獨(dú)考慮。采用兩階段法求解不能嚴(yán)格保證獲得綜合目標(biāo)的全局最優(yōu)解，但能夠在其余目標(biāo)最優(yōu)的同時(shí)獲得負(fù)荷率較為均衡的解，能夠較好地滿足實(shí)際電網(wǎng)的應(yīng)用要求。

2 算例分析

考慮“三公”調(diào)度的兩階段年滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型在數(shù)學(xué)上為混合整數(shù)線性規(guī)劃問題，采用CPLEX優(yōu)化工具求解該優(yōu)化問題?；谒岢龅哪Ｐ停捎脴?biāo)準(zhǔn)C++開發(fā)了年度滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃與機(jī)組組合優(yōu)化軟件，并在廣西電網(wǎng)試運(yùn)行，取得了較好的效果。

以廣西電網(wǎng)2016年9月12日的實(shí)際數(shù)據(jù)為算例，對(duì)2016年9月13日至12月31日的發(fā)電計(jì)劃及機(jī)組組合情況進(jìn)行優(yōu)化。仿真環(huán)境為Microsoft Visual Studio 2010，計(jì)算機(jī)硬件配置為2.5 GHz CPU，8 GB 內(nèi)存。整個(gè)計(jì)算過程所需的CPU時(shí)間為93.3 s，能夠較好地滿足電網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的要求。

根據(jù)廣西電網(wǎng)的具體情況可知，廣西電網(wǎng)水電資源豐富，但電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，火電廠又以熱電聯(lián)產(chǎn)為主，多座主力火電廠因供熱及網(wǎng)絡(luò)安全原因存在安全約束最小出力，年度“三公”調(diào)度存在困難。因此，采用廣西電網(wǎng)“三公”電量?jī)?yōu)化結(jié)果可較好地說明該模型的可用性。

2.1 年度“三公”電量完成率情況

廣西電網(wǎng)參與“三公”調(diào)度的火電廠共17座，其中9座火電廠因?yàn)楣峒熬W(wǎng)絡(luò)安全約束等原因存在最小技術(shù)出力，故存在安全約束的機(jī)組不能停機(jī)。表1為優(yōu)化后廣西電網(wǎng)火電廠2016年9—12月累計(jì)計(jì)劃電量完成率情況。

表1 火電廠發(fā)電計(jì)劃完成率進(jìn)度Table 1 Completion rate of generation schedule for thermal power plants

表1中存在安全約束最小技術(shù)出力的電廠有BH、FCG、FC、LB、LB2、LZ、LJ、QZ、YF電廠共9座，其中FCG2電廠和SL電廠均為11月投運(yùn)的新電廠，所以其11月之前的發(fā)電量均為0。

LB2電廠12月底電量完成率為94.386%，因?yàn)樵撾姀S共有2臺(tái)360 MW容量機(jī)組，一臺(tái)機(jī)組在9月1日到30日安排了檢修，而其余時(shí)間LB2電廠機(jī)組均已經(jīng)達(dá)到了約束的最大發(fā)電能力，造成該電廠的電量完成率較低的原因是前期的發(fā)電量安排不足，導(dǎo)致后期無法完成，這也印證了對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行年度滾動(dòng)優(yōu)化的重要性。BH電廠年底電量完成率為111.476%，較基準(zhǔn)完成率122.971%稍低，原因類似LB2電廠，一臺(tái)機(jī)組在9月有一次小修，而另一臺(tái)機(jī)組在10月到12月有大修。QZ電廠的年底電量完成率為135.151%，較基準(zhǔn)完成率122.971%稍高，因?yàn)镼Z電廠優(yōu)化計(jì)算日前的電量完成率較高，且存在安全約束最小技術(shù)出力，即電廠一直維持最小出力，電量完成率仍然會(huì)超標(biāo)。

由表1結(jié)果可見，17座火電廠中，除去LB2電廠，其余16座電廠均完成了年度計(jì)劃上網(wǎng)電量，并且除了BH電廠、QZ電廠外，其余14座電廠年度電量完成率相同，均為122.971%，這說明各電廠在完成年度計(jì)劃電量的同時(shí)，平均分配了預(yù)測(cè)偏差電量，符合“三公”調(diào)度對(duì)各電廠應(yīng)完成計(jì)劃電量以及平均分配偏差電量，即年底計(jì)劃電量完成率相近的要求，結(jié)果較好。

2.2 直接交易電量通過情況

隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，直接交易是中國(guó)電力市場(chǎng)由發(fā)電側(cè)的單邊市場(chǎng)轉(zhuǎn)向負(fù)荷側(cè)進(jìn)入的雙邊市場(chǎng)的一個(gè)跨越[20]，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)逐步推廣。

直接交易電量份額所占比重逐年上升，在優(yōu)化機(jī)組計(jì)劃上網(wǎng)電量完成情況時(shí)，有必要考慮直接交易電量份額。在優(yōu)先保障完成上網(wǎng)電量的情況下，預(yù)估電廠可發(fā)的直接交易電量大小，校核營(yíng)銷部制定的直接交易電量是否能夠滿足，如若不能滿足直接交易電量，則給出最大可實(shí)現(xiàn)的交易電量，對(duì)營(yíng)銷部制定直接交易電量起到輔助決策作用。

以廣西電網(wǎng)2016年4季度為例，由于交易電量所占的比重仍較小，優(yōu)化計(jì)算中直接交易電量計(jì)劃通過率均為100%，即發(fā)電計(jì)劃都滿足直接交易計(jì)劃電量份額。隨著交易電量所占比重的逐漸增大，在滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化中校核交易電量計(jì)劃具有實(shí)際意義。

2.3 機(jī)組開停機(jī)及平均負(fù)荷率情況

根據(jù)廣西電網(wǎng)火電機(jī)組輪停原則，當(dāng)火電機(jī)組平均負(fù)荷率低于55%時(shí)，在滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行及電力可靠供應(yīng)的前提下安排火電有序停機(jī)，提高系統(tǒng)平均負(fù)荷率水平，從而獲得經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效益。根據(jù)機(jī)組輪停原則，優(yōu)化機(jī)組組合，一般要求機(jī)組最小停機(jī)時(shí)間以及最小開機(jī)時(shí)間不少于7 d。

表2中選取了9月火電廠的平均負(fù)荷率變化情況，其中火電機(jī)組總裝機(jī)容量為16 150 MW，存在安全約束最小技術(shù)出力的機(jī)組容量為1 870 MW。由于在年度“三公”發(fā)電計(jì)劃及機(jī)組組合模型中優(yōu)化時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)荷預(yù)測(cè)一般是按月給出平均預(yù)測(cè)負(fù)荷值，而對(duì)于計(jì)算日的當(dāng)月或次月可以給出具體的日負(fù)荷預(yù)測(cè)值，計(jì)算精度更高，結(jié)果也更具有參考性，算例中9月的負(fù)荷預(yù)測(cè)值即按每日給出。

由表2火電廠運(yùn)行信息結(jié)果可知，通過優(yōu)化機(jī)組開停機(jī)組合，9月火電廠的平均負(fù)載率基本都在55%以上，機(jī)組整體負(fù)荷率水平較高。

2.4 機(jī)組日間負(fù)荷率變化情況

根據(jù)1.1節(jié)的第一階段優(yōu)化模型可確定各機(jī)組各日的運(yùn)行狀態(tài)，即機(jī)組組合，但電廠每日出力不唯一，有可能出現(xiàn)電廠日間負(fù)荷率大幅度變化的情況，所以需要根據(jù)1.2節(jié)優(yōu)化模型對(duì)發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)整。

表2 火電廠運(yùn)行信息Table 2 Operation information of thermal power plant

以FC電廠為例，比較該電廠10月出力計(jì)劃的單階段和兩階段法優(yōu)化結(jié)果，火電機(jī)組的日負(fù)荷率變化曲線如圖2所示，其中單階段法指1.1節(jié)的優(yōu)化方法，兩階段法指1.1節(jié)和1.2節(jié)兩階段的優(yōu)化方法，結(jié)果表明采用兩階段優(yōu)化模型，機(jī)組出力穩(wěn)定性大幅提高，負(fù)荷率相對(duì)均衡。

圖2 FC電廠日負(fù)荷率變化曲線Fig.2 Curves of daily load rate for FC power plant

3 結(jié)論

本文建立了考慮“三公”調(diào)度的兩階段年滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化模型，該模型能夠滾動(dòng)計(jì)算年度剩余周期的發(fā)電計(jì)劃，輔助“三公”調(diào)度下發(fā)電計(jì)劃編制。

a. 提出了以年度計(jì)劃電量完成率為主要目標(biāo)，直接交易電量及運(yùn)行機(jī)組平均負(fù)荷率、啟停機(jī)次數(shù)為次要目標(biāo)的優(yōu)化模型。從時(shí)間維度上拓展了“三公”發(fā)電調(diào)度的優(yōu)化空間，能夠在保證機(jī)組年度計(jì)劃電量完成率趨同的前提下，校核交易電量、優(yōu)化機(jī)組組合，提高機(jī)組運(yùn)行平均負(fù)荷率，兼顧發(fā)電調(diào)度的節(jié)能要求。

b. 建立了兩階段優(yōu)化模型，第一階段確定機(jī)組組合狀態(tài)，第二階段優(yōu)化機(jī)組日出力計(jì)劃，使電廠的日間負(fù)荷率相對(duì)穩(wěn)定。

c. 基于廣西電網(wǎng)2016年9月的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，算例結(jié)果表明，該模型能夠在年度剩余周期內(nèi)優(yōu)化發(fā)電計(jì)劃和機(jī)組組合，且計(jì)算性能滿足電網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的要求。

今后可進(jìn)一步研究機(jī)組檢修計(jì)劃與考慮“三公”調(diào)度的發(fā)電計(jì)劃的協(xié)同優(yōu)化。