基于預(yù)期完成率的月內(nèi)滾動(dòng)機(jī)組組合研究

田年杰，蘇華英，劉明順，李 赟，黃紅偉，游成彬

(1.貴州電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，貴州 貴陽(yáng) 550002；2.北京清大科越股份有限公司，北京 100084)

隨著電力市場(chǎng)改革的不斷深入，特別是中長(zhǎng)期市場(chǎng)交易體系日趨成熟，市場(chǎng)成員對(duì)交易計(jì)劃執(zhí)行情況的關(guān)注度不斷提高，調(diào)度機(jī)構(gòu)保障交易結(jié)果執(zhí)行過(guò)程中所面臨的壓力與挑戰(zhàn)大幅增加[1]。

依據(jù)現(xiàn)行的市場(chǎng)交易機(jī)制，月度市場(chǎng)交易結(jié)束后，調(diào)度機(jī)構(gòu)須保障市場(chǎng)成員交易計(jì)劃執(zhí)行，對(duì)由于預(yù)測(cè)誤差導(dǎo)致偏差電量，應(yīng)按照“三公調(diào)度”原則保證各市場(chǎng)成員的電量計(jì)劃完成率均衡[2-3]。因此，月內(nèi)機(jī)組組合與電量計(jì)劃滾動(dòng)調(diào)整已成為實(shí)現(xiàn)電量完成率均衡的重要技術(shù)保障。文獻(xiàn)[4-5]提出了年度滾動(dòng)發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化方法，在月內(nèi)以后續(xù)預(yù)期電量計(jì)劃當(dāng)月分解值完成率均衡性為目標(biāo)，對(duì)機(jī)組組合方式優(yōu)化調(diào)整。文獻(xiàn)[6-7]研究了風(fēng)電不確定性對(duì)機(jī)組組合方式調(diào)整的影響，提出了基于機(jī)會(huì)約束的風(fēng)火協(xié)調(diào)滾動(dòng)調(diào)度方法，該模型為混合整數(shù)規(guī)劃問題，可利用分支定界等規(guī)劃方法求解得到。文獻(xiàn)[8-9]在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮風(fēng)電預(yù)測(cè)在時(shí)序上的差異，引入“近大遠(yuǎn)小”原則，提出了時(shí)序漸進(jìn)的滾動(dòng)修正調(diào)度模型。文獻(xiàn)[10]提出了一種計(jì)及用戶側(cè)互動(dòng)的滾動(dòng)調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化方法，該方法上層模型為月度機(jī)組組合模型，若存在調(diào)控困難，則啟動(dòng)下層用戶側(cè)互動(dòng)優(yōu)化模型，通過(guò)上下層模型間的迭代，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)參與滾動(dòng)計(jì)劃調(diào)整。文獻(xiàn)[11]細(xì)致考慮了負(fù)荷預(yù)測(cè)、新能源預(yù)測(cè)等不確定性因素對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響，提出了一種多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)的魯棒調(diào)度方法。文獻(xiàn)[12]研究了大規(guī)模風(fēng)電與需求側(cè)響應(yīng)資源協(xié)調(diào)關(guān)系，提出了風(fēng)電與需求側(cè)響應(yīng)多時(shí)序協(xié)調(diào)的滾動(dòng)調(diào)度方法。文獻(xiàn)[13]在上述風(fēng)電與需求側(cè)響應(yīng)協(xié)調(diào)框架下，通過(guò)引入模糊機(jī)會(huì)約束，提出了一種動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，進(jìn)一步保證發(fā)電廠交易計(jì)劃可行性。

可以看出，當(dāng)前月內(nèi)機(jī)組組合與電量計(jì)劃滾動(dòng)調(diào)整方面的研究聚焦于如何保障市場(chǎng)成員交易計(jì)劃均衡執(zhí)行，而對(duì)機(jī)組組合方式調(diào)整對(duì)市場(chǎng)成員造成的運(yùn)行影響考慮較少。實(shí)際上由于機(jī)組組合方式調(diào)整將導(dǎo)致機(jī)組開停機(jī)計(jì)劃變更，月度滾動(dòng)調(diào)整中，若不考慮該因素，可能造成機(jī)組開停計(jì)劃頻繁變化，給發(fā)電企業(yè)造成較大負(fù)擔(dān)。

為此，本文將提出一種基于預(yù)期完成率的月內(nèi)滾動(dòng)機(jī)組組合方法。首先介紹預(yù)期完成率的基本概念及計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上，以預(yù)期完成率作為月度機(jī)組組合方式調(diào)整的啟動(dòng)條件，僅當(dāng)執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)高于風(fēng)險(xiǎn)控制閾值時(shí)才調(diào)整后期機(jī)組組合方式。最后，基于IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)構(gòu)造算例，驗(yàn)證了所提出方法的有效性。

1 預(yù)期完成率指標(biāo)定義及計(jì)算

所謂預(yù)期完成率是指根據(jù)最新的負(fù)荷預(yù)測(cè)、風(fēng)功率預(yù)測(cè)等，在不改變后續(xù)機(jī)組開停計(jì)劃的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整各發(fā)電廠逐日電量計(jì)劃，所能實(shí)現(xiàn)的全網(wǎng)交易計(jì)劃執(zhí)行均衡性評(píng)價(jià)指標(biāo)。預(yù)期完成率指標(biāo)不僅需要考慮各發(fā)電廠月度交易計(jì)劃預(yù)期完成情況，還需要考慮各發(fā)電廠間偏差電量分配均衡性，綜合考慮以上兩方面因素后，該指標(biāo)可表示為：

(1)

式(1)中，EC為預(yù)期完成率評(píng)價(jià)指標(biāo)，NP為全網(wǎng)發(fā)電廠數(shù)量，ΔEp為發(fā)電廠p預(yù)期電量計(jì)劃執(zhí)行偏差，D(ΔEp)為發(fā)電廠p預(yù)期電量計(jì)劃執(zhí)行偏差方差。其中預(yù)期電量計(jì)劃執(zhí)行偏差為預(yù)期發(fā)電量與月度交易計(jì)劃之差，可表示為：

ΔEp=EEp-TEp

(2)

月內(nèi)執(zhí)行過(guò)程中，全網(wǎng)預(yù)期完成率可采用改進(jìn)的月度經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型計(jì)算實(shí)現(xiàn)。該改機(jī)模型的優(yōu)化目標(biāo)即為預(yù)期完成率指標(biāo)最小，可表示為：

模型將考慮長(zhǎng)周期啟停機(jī)組啟停成本、新能源預(yù)期損失電量等優(yōu)化目標(biāo)，可表示為：

MinEC

(3)

所需要考慮的約束條件包括電力備用約束、電量平衡約束等[14-15]，可表示為：

(4)

(5)

(6)

ug，dPGDg≤PGg，d，t≤ug，dPGUg

(7)

ug，dPPDg≤PGg，d，t-PGg，d，t-1≤ug，dPPUg

(8)

(9)

式(4)-(9)中，NG、NN、NB分別為發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)、新能源電站數(shù)和系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)；ND為當(dāng)月剩余運(yùn)行日天數(shù)；NT為運(yùn)行日優(yōu)化時(shí)段數(shù)；ΔT為優(yōu)化時(shí)段間隔；PGg，d，t為發(fā)電機(jī)組g在運(yùn)行日d時(shí)段t的發(fā)電功率；PNn，d，t為新能源電站n在運(yùn)行日d時(shí)段t的功率預(yù)測(cè)；PLb，d，t為節(jié)點(diǎn)b在運(yùn)行日d時(shí)段t的負(fù)荷預(yù)測(cè)；PGUg、PGDg分別為發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電能力上下限值；PPUg、PPDg分別為發(fā)電機(jī)組g爬坡能力上下限值；GSDFg，s、GSDFn，s、GSDFb，s分別為發(fā)電機(jī)組g、新能源電站n、節(jié)點(diǎn)b與運(yùn)行斷面s的功率轉(zhuǎn)移分布因子；PFUs、PFDs分別為運(yùn)行斷面s的控制限值上下限；AEp表示當(dāng)月已完成的運(yùn)行日發(fā)電廠p的發(fā)電量；g?p表示屬于發(fā)電廠p的所有發(fā)電機(jī)組。

則上述約束條件中，式(4)為運(yùn)行備用約束，要求各運(yùn)行日發(fā)電廠最大發(fā)電能力應(yīng)滿足其運(yùn)行備用要求；式(5)為電力平衡約束，要求各時(shí)段發(fā)電機(jī)組總發(fā)電功率與負(fù)荷需求平衡；式(6)為運(yùn)行斷面潮流約束，要求各運(yùn)行斷面潮流必須在其允許范圍內(nèi)；式(7)為機(jī)組出力上下限約束，要求發(fā)電機(jī)組出力必須在其允許范圍內(nèi)；式(8)為機(jī)組爬坡能力約束，要求發(fā)電機(jī)組出力變化必須滿足其爬坡能力限制；式(9)為發(fā)電廠預(yù)期發(fā)電量約束，要求各電廠預(yù)期發(fā)電量等于已發(fā)電量與后期預(yù)計(jì)發(fā)電量之和。

以式(3)為優(yōu)化目標(biāo)，以式(4)-(9)為約束條件，即可構(gòu)建得到預(yù)期完成率指標(biāo)計(jì)算模型，求解該模型，不僅可以得到預(yù)期完成率評(píng)價(jià)指標(biāo)，還能得到各發(fā)電廠預(yù)期完成情況。該指標(biāo)數(shù)值越小，表明各發(fā)電廠電量計(jì)劃執(zhí)行保障能力越強(qiáng)，各發(fā)電廠間計(jì)劃預(yù)期完成情況均衡性越顯著；反之，該指標(biāo)數(shù)值越大，表明保障各發(fā)電廠電量計(jì)劃均衡執(zhí)行的難度越大，同時(shí)也反映出該機(jī)組組合方式預(yù)期執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)較高。該優(yōu)化模型中由于機(jī)組開停狀態(tài)沿用原開停計(jì)劃，因此本質(zhì)上屬于線性規(guī)劃問題，可采用單純形法等規(guī)劃方法求解[16]。

2 月內(nèi)滾動(dòng)機(jī)組組合實(shí)施方法

2.1 實(shí)施流程

基于以上介紹可以看出，本文所提出的預(yù)期完成率指標(biāo)能夠反映原機(jī)組組合方式的執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)。若該指標(biāo)數(shù)值較小，則執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)低，調(diào)整該機(jī)組組合的必要性并不明顯；反之，若該指標(biāo)數(shù)值較大，則若不改變后續(xù)機(jī)組組合方式，調(diào)度機(jī)構(gòu)保障該月各發(fā)電廠交易計(jì)劃均衡執(zhí)行的難度較高。

根據(jù)以上分析，本文所提出的月內(nèi)滾動(dòng)機(jī)組組合實(shí)施流程如圖1所示，其核心點(diǎn)在于以預(yù)期完成率作為機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)整的啟動(dòng)條件，避免月內(nèi)執(zhí)行過(guò)程中頻繁調(diào)整后續(xù)發(fā)電機(jī)組的開停計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)保障交易計(jì)劃執(zhí)行與提升運(yùn)行效率兩個(gè)目標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

該實(shí)施方法的要點(diǎn)包括：

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

月內(nèi)滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化中所需要統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括兩個(gè)部分：

①已完成情況，主要為發(fā)電廠在已完成運(yùn)行日內(nèi)的發(fā)電量，需要注意的是在統(tǒng)計(jì)發(fā)電廠已發(fā)電量時(shí)，必須考慮其非計(jì)劃停運(yùn)期間的扣發(fā)電量，對(duì)各發(fā)電廠發(fā)電量進(jìn)行修正；

②后期趨勢(shì)預(yù)測(cè)，主要為負(fù)荷預(yù)測(cè)、新能源功率預(yù)測(cè)等機(jī)組組合優(yōu)化所必須的邊界數(shù)據(jù)，可基于后期氣象預(yù)測(cè)等數(shù)據(jù)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等預(yù)測(cè)方法計(jì)算得到[17]。

(2)預(yù)期完成率指標(biāo)計(jì)算

根據(jù)已完成情況和后期趨勢(shì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，利用本文所提出的預(yù)期完成率計(jì)算模型，即可以計(jì)算得到在原發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃不變的情況下全網(wǎng)預(yù)期完成率指標(biāo)數(shù)值。

(3)開停計(jì)劃調(diào)整必要性判定

根據(jù)預(yù)期完成率基本概念，若預(yù)期完成率取值較低，表明執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)較低，則不需要對(duì)后續(xù)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃做調(diào)整；預(yù)期完成率超過(guò)一定程度，則需要開展?jié)L動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)整。上述開停計(jì)劃調(diào)整必要性判定條件可表示為：

EC≤ECset

(10)

式(10)中，ECset為預(yù)期完成率調(diào)整閾值。若步驟二計(jì)算得到的預(yù)期完成率低于該閾值，即滿足式(10)的判定要求，則表明不需要進(jìn)行開停計(jì)劃調(diào)整；否則需要進(jìn)行開停機(jī)化調(diào)整。

預(yù)期完成率調(diào)整閾值既可以由調(diào)度運(yùn)行人員根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，也可采用機(jī)器學(xué)習(xí)等計(jì)算方法通過(guò)統(tǒng)計(jì)歷史不同閾值水平下的實(shí)際執(zhí)行情況計(jì)算得到。

(4)滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化

若根據(jù)不滿足上述判定條件，則需要進(jìn)行滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化調(diào)整。滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型將對(duì)后續(xù)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃優(yōu)化編制，并對(duì)其剩余發(fā)電量?jī)?yōu)化安排，得到后期發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃和電量分解方案。

具體調(diào)整方法將在2.2節(jié)詳細(xì)介紹。

(5)發(fā)電廠計(jì)劃優(yōu)化調(diào)整

若經(jīng)判定滿足判定條件，則表明不需要調(diào)整發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃，則后續(xù)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃沿用原計(jì)劃，而逐日電量分解計(jì)劃則采用預(yù)期完成率優(yōu)化模型編制所得的發(fā)電廠電量計(jì)劃，即發(fā)電廠在運(yùn)行日的電量計(jì)劃可表示為：

(11)

式(11)中，EEp，d為發(fā)電廠p在運(yùn)行日d的預(yù)期發(fā)電量，也是該發(fā)電廠該運(yùn)行日的電量分解計(jì)劃。

若經(jīng)判定不滿足判定條件，則將根據(jù)滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化結(jié)果確定后續(xù)發(fā)電廠開停計(jì)劃和電量分解計(jì)劃，具體方法也將在2.2節(jié)詳細(xì)介紹。

2.2 滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化

滾動(dòng)機(jī)組組合是在存在開停計(jì)劃調(diào)整必要性時(shí)，以預(yù)期完成率最優(yōu)為目標(biāo)，基于已完成情況和后續(xù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，對(duì)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃和電量分解計(jì)劃綜合優(yōu)化分析的實(shí)施步驟。

滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化將以預(yù)期完成率最小為優(yōu)化目標(biāo)，其表達(dá)式見式(3)；所需要考慮的約束條件包括電力備用約束、電量平衡約束等，可表示為：

(12)

(13)

(14)

ug，dPGDg≤PGg，d，t≤ug，dPGUg

(15)

ug，dPPDg≤PGg，d，t-PGg，d，t-1≤ug，dPPUg

(16)

(17)

usg，d-ueg，d=ug，d-ug，d-1

(18)

(19)

式(12)-(19)中，NG、NN、NB等變量與預(yù)期完成率計(jì)算模型所涉及的式(3)-(9)中含義一致，本文此處不再贅述；未涉及的變量usg，d、ueg，d分別為發(fā)電機(jī)組g在運(yùn)行日d的啟動(dòng)狀態(tài)變量和停機(jī)狀態(tài)變量。

相應(yīng)的，式(12)-(17)依次為運(yùn)行備用約束、電力平衡約束、運(yùn)行斷面潮流約束、機(jī)組出力上下限約束、機(jī)組爬坡能力約束、發(fā)電廠預(yù)期發(fā)電量約束。式(18)為發(fā)電機(jī)組開停機(jī)狀態(tài)關(guān)系約束，以限定發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)狀態(tài)變量、停機(jī)狀態(tài)變量和開停機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變量之間的關(guān)系；式(19)為最小持續(xù)運(yùn)行時(shí)間及停機(jī)時(shí)間約束，要求發(fā)電機(jī)組在其最小持續(xù)運(yùn)行時(shí)間和最小持續(xù)停機(jī)時(shí)間內(nèi)不能重復(fù)啟停，以滿足發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性要求。

求解上述滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型，不僅可以得到預(yù)期完成率評(píng)價(jià)指標(biāo)最優(yōu)模式下的機(jī)組開停計(jì)劃，還能得到各發(fā)電廠后期電量分解計(jì)劃。各發(fā)電廠逐日電量計(jì)劃參見式(11)。

滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型由于需要對(duì)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃優(yōu)化編制，因此ug，d、usg，d、ueg，d均屬于優(yōu)化變量。考慮到上述三項(xiàng)狀態(tài)變量均為0-1狀態(tài)變量，因此滾動(dòng)機(jī)組組合模型在數(shù)學(xué)上屬于混合整數(shù)線性規(guī)劃問題，可采用分支定界等優(yōu)化算法計(jì)算得到[18-19]。

2.3 模型對(duì)比分析

對(duì)比本文所介紹的預(yù)期完成率計(jì)算模型和滾動(dòng)機(jī)組組合模型，不難發(fā)現(xiàn)兩者在表達(dá)式上存在較多相同之處。造成上述相似之處的原因在于預(yù)期完成率計(jì)算本質(zhì)上就是基于經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型實(shí)現(xiàn)的，因此兩者模型上具有互通性。

但更深入對(duì)比兩個(gè)模型，可以發(fā)現(xiàn)兩者存在三個(gè)方面的本質(zhì)差別：

2.3.1 計(jì)算目的不同

根據(jù)預(yù)期完成率指標(biāo)含義，可知在上述實(shí)施方法中計(jì)算預(yù)期完成率的根本目的在于判定根據(jù)已完成情況和后期趨勢(shì)預(yù)測(cè)，在不改變發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃的前提下，僅通過(guò)調(diào)整發(fā)電廠逐日電量分解計(jì)劃，能否獲得滿足運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)要求的發(fā)電廠運(yùn)行計(jì)劃。而滾動(dòng)機(jī)組組合則是針對(duì)存在發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃調(diào)整必要性的情況，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃和發(fā)電廠電量分解計(jì)劃，計(jì)算得到預(yù)期完成率最優(yōu)的發(fā)電廠運(yùn)行計(jì)劃方案。

2.3.2 優(yōu)化變量不同

發(fā)電廠電量分解計(jì)劃是預(yù)期完成率計(jì)算模型、滾動(dòng)機(jī)組組合模型中相同的優(yōu)化變量，為獲得該計(jì)劃，則需要對(duì)逐日各時(shí)段各發(fā)電機(jī)組的出力計(jì)劃曲線進(jìn)行優(yōu)化編制，并利用式(11)計(jì)算其累計(jì)電量，確定各發(fā)電廠電量分解計(jì)劃。

由于預(yù)期完成率計(jì)算模型中發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃為給定值，因此在該模型中ug，d為確定數(shù)值，并非優(yōu)化變量；而在滾動(dòng)機(jī)組組合模型中，則需要對(duì)后續(xù)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，因此在滾動(dòng)機(jī)組組合模型中ug，d為優(yōu)化變量。

2.3.3 結(jié)果使用不同

預(yù)期完成率計(jì)算模型優(yōu)化結(jié)果主要用于開停計(jì)劃調(diào)整必要性判定，因此主要輸出結(jié)果為最終優(yōu)化計(jì)算得到的預(yù)期完成率指標(biāo)EC。

滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化模型則是用于對(duì)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃和發(fā)電廠電量分解計(jì)劃調(diào)整，因此輸出結(jié)果為發(fā)電機(jī)組開停狀態(tài)變量和各發(fā)電機(jī)組逐日各時(shí)段發(fā)電計(jì)劃曲線，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)分析得到發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃和發(fā)電廠電量分解計(jì)劃。

3 算例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文將在IEEE-30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)造算例，以驗(yàn)證所提出方法的有效性。如圖2所示，該系統(tǒng)中共有節(jié)點(diǎn)30個(gè)，發(fā)電機(jī)組6臺(tái)。

6臺(tái)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量、爬坡能力、月度交易計(jì)劃等基本參數(shù)如表1所示。全網(wǎng)總裝機(jī)為900 MW，總月度交易計(jì)劃為3.71億kW·h，其中月度交易計(jì)劃最高的為節(jié)點(diǎn)13發(fā)電機(jī)組，達(dá)0.64億kW·h；月度交易計(jì)劃最低的為節(jié)點(diǎn)11發(fā)電機(jī)組，僅0.601億kW·h。

表1 發(fā)電側(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Tab.1 Basic data of power generation side

當(dāng)月實(shí)際用電情況如圖3所示，全月總用電量為3.71億kW·h，最大用電負(fù)荷為729 MW。在編制逐日發(fā)電計(jì)劃過(guò)程中，調(diào)度機(jī)構(gòu)將根據(jù)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃及電量分解計(jì)劃，在保證電力電量平衡的基礎(chǔ)上，貼近電量分解計(jì)劃要求編制發(fā)電計(jì)劃曲線，組織發(fā)電調(diào)度；并逐日跟蹤發(fā)電計(jì)劃完成情況，滾動(dòng)預(yù)測(cè)后續(xù)發(fā)電需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整后續(xù)運(yùn)行方式安排，實(shí)施滾動(dòng)機(jī)組組合。

3.2 對(duì)比分析

本文將以當(dāng)月10日滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化情況為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比本文所提出基于預(yù)期完成率的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化方法和傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化方法所得到的結(jié)果來(lái)說(shuō)明所提出方法的實(shí)施效果。

截止當(dāng)月10日，各發(fā)電機(jī)組的月度交易計(jì)劃完成情況如圖4所示?？梢钥闯龉?jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)5、節(jié)點(diǎn)8發(fā)電機(jī)組的月度電量計(jì)劃與其預(yù)期進(jìn)度基本持平，而節(jié)點(diǎn)11、節(jié)點(diǎn)13存在一定偏差，其中節(jié)點(diǎn)11發(fā)電機(jī)組較其電量分解計(jì)劃多329萬(wàn)kW·h，節(jié)點(diǎn)13發(fā)電機(jī)組則交期電量分解計(jì)劃少181.5萬(wàn)kW·h。

3.2.1 基于預(yù)期完成率的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化結(jié)果

采用本文所提出的滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化方法時(shí)，首先需要計(jì)算在原發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃基礎(chǔ)上的預(yù)期完成率。如圖5所示為當(dāng)月11日至30日原發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃，其中甘特圖所示部分為該機(jī)組停機(jī)時(shí)段。算例中設(shè)定完成率偏差系數(shù)為3，均衡性系數(shù)為1，即要求優(yōu)先保證各發(fā)電廠月度交易計(jì)劃能夠執(zhí)行，在此基礎(chǔ)上次優(yōu)保證各發(fā)電廠月度交易計(jì)劃執(zhí)行情況均衡。

利用本文第1節(jié)所介紹的預(yù)期完成率計(jì)算模型，優(yōu)化計(jì)算可得到全網(wǎng)預(yù)期完成率指標(biāo)為13.5。依據(jù)調(diào)度員人工經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定的預(yù)期完成率閾值為15。易知預(yù)期完成率小于其控制閾值，表明不需要調(diào)整后續(xù)發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃，僅通過(guò)優(yōu)化發(fā)電機(jī)組電量分解計(jì)劃，即能夠滿足執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)控制要求。調(diào)整后的發(fā)電機(jī)組電量分解計(jì)劃如圖6所示。

3.2.2 傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化結(jié)果

采用傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化方法時(shí)，則不需要進(jìn)行預(yù)期完成率的調(diào)整必要性判定，直接根據(jù)后期趨勢(shì)預(yù)測(cè)和已完成情況，對(duì)后續(xù)機(jī)組組合方式和電量分解計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合在10日的優(yōu)化結(jié)果如圖7所示?？梢钥闯?，為了降低執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合將調(diào)整節(jié)點(diǎn)11和節(jié)點(diǎn)13的后續(xù)機(jī)組組合開停計(jì)劃，將增加節(jié)點(diǎn)11開機(jī)天數(shù)1天，減少節(jié)點(diǎn)13發(fā)電機(jī)組開機(jī)天數(shù)1天。

類似的，可以測(cè)算傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合的預(yù)期完成率。根據(jù)其優(yōu)化得到的發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃，可以測(cè)算得到預(yù)期完成率指標(biāo)為12.5。

3.2.3 對(duì)比分析

對(duì)比以上兩種方法優(yōu)化結(jié)果，可以看出滾動(dòng)機(jī)組組合優(yōu)化方法能夠獲得更符合運(yùn)行控制要求的發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃和電量分解計(jì)劃，其預(yù)期完成率指標(biāo)低于本文所提出方法。然而，傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合具有頻繁調(diào)整發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃的傾向。對(duì)于火電發(fā)電機(jī)組而言，其每次啟停狀態(tài)變化都將產(chǎn)生近百萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)成本投入。而滾動(dòng)機(jī)組組合在月內(nèi)執(zhí)行過(guò)程中將逐日動(dòng)態(tài)實(shí)施，因此滾動(dòng)機(jī)組組合可能造成為提升預(yù)期完成率而造成巨大經(jīng)濟(jì)成本投入，降低電網(wǎng)運(yùn)行的綜合效益。而與之相比，盡管本文所提出的方法預(yù)期完成率指標(biāo)略低于傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合方法，然而由于增加預(yù)期完成率預(yù)判環(huán)節(jié)，能有效避免頻繁調(diào)整開停計(jì)劃的可能性。實(shí)際上預(yù)期完成率計(jì)算模型中考慮了通過(guò)調(diào)整電量分解計(jì)劃保障月度交易計(jì)劃執(zhí)行的問題，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)執(zhí)行偏差的有效控制。

算例進(jìn)一步對(duì)后續(xù)逐日滾動(dòng)計(jì)劃實(shí)施情況，據(jù)統(tǒng)計(jì)采用本文所提出的方法當(dāng)月發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃方式調(diào)整僅1次，共調(diào)整2臺(tái)機(jī)組的開停計(jì)劃；而傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合將調(diào)整發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃多達(dá)10次，涉及15臺(tái)次的發(fā)電機(jī)組開停計(jì)劃變更。兩種方法均能保證月度交易計(jì)劃執(zhí)行，而較傳統(tǒng)滾動(dòng)機(jī)組組合方法，本文所提出的方法將降低系統(tǒng)運(yùn)行成本近億元。

4 結(jié)論

為保障發(fā)電機(jī)組月度交易計(jì)劃執(zhí)行，避免發(fā)電機(jī)組頻發(fā)調(diào)整開停計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效益與月度交易計(jì)劃執(zhí)行有效銜接，本文提出了一種基于預(yù)期完成率的滾動(dòng)機(jī)組組合方法。通過(guò)在滾動(dòng)機(jī)組組合實(shí)施前，以預(yù)期完成率對(duì)開停計(jì)劃調(diào)整必要性進(jìn)行判定，實(shí)現(xiàn)兩者間的銜接。

后續(xù)可在上述思路基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)期完成率判定閾值的科學(xué)制定進(jìn)一步研究，以提升該方法的實(shí)用性。