登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
实时调度是电网调度运行业务的重要组成部分,其业务水平对电网运行安全性、经济性影响显著。而对实时调度业务的评估,不仅是量化业务水平的有效途径,还能帮助定位工作不足,提升业务水平。随着电网运行精益化要求的不断提升,实时调度评估对提升实时调度业务水平的重要作用日益凸显。因此,学术界和工业界开展了大量研究和实践工作。
文献[1]介绍了国家电网公司调度运行分析制度的实践工作,包括对实时调度业务评估的14项统计指标,主要为频率、电压合格率等,文献[2-3]介绍了美国电力科学研究院(EPRI)在电网运行评估方面所取得的成果,与国家电网公司调度运行分析制度相比其最大特点是进一步对指标类型进行了划分,从安全、经济、质量等不同角度对指标进行重组;文献[4]通过基于不同发电调度模式的综合评价体系对调度计划的优劣程度进行量化评估;文献[5]建立了一种多维度评价方法体系,采用雷达图法反应多维度评价效果;文献[6]从电力系统灵活性的定义、量化指标、评价方法三方面系统地总结了当前国内外电力系统灵活性评价研究的成果与进展;文献[7]则从安全供电能力、静态电压安全性、拓扑结构脆弱性、暂态安全性、运行风险等方面提出了系统N−K故障后失元件个数、最大供电区域指标和基于效用理论的风险指标等新评价指标。
综述所述,当前的实时调度评估主要思路是通过对电网运行数据的统计分析,提炼评估指标,量化业务工作某一方面的水平。然而,电网运行安全、经济等目标实际上往往是矛盾的。传统的评估方法难以有效反映不同目标之间的协调替代关系。为此,美国PJM电力市场于2007年提出了一种名为“理想调度”的电网运行评估方法[8]。该方法是一种对电网运行效益的综合评估工具。基于历史数据反演,该方法首先给出一套满足安全约束的经济调度方案,定义为“理想调度”。通过对比实际运行与“理想调度”之间的差距,量化电网实际运行的综合水平。
本文将深入剖析美国PJM理想调度方法,并将该方法引入电网实时调度业务的评估中,提炼实时调度业务的理想调度评估方法,设计相应的评估模型和指标,为客观评价实时调度业务提供更加科学的工具。
1.PJM理想调度评估简介
PJM理想调度评估方法
为了提升电网调度运行水平,美国PJM电力市场于2007年提出了电网“理想调度”这一概念。所谓“理想调度”,实际上是对每天电网运行的“再调度”和“反思”,基于电网实际运行信息,给出一种满足安全约束的机组最优组合和经济调度方案,从而通过对比实际调度情况和理想调度方案在经济成本上的差异,量化实际调度的理想度,进而分析各种影响调度理想度的因素,定位实际调度中存在的不足,形成闭环反馈机制,帮助调度人员提升调度工作水平。
基于该理念,美国电力市场所开发了理想调度支持系统,其评估流程如图1。实际运行数据库是整个评估的基础。该数据库需要记录实际调度全过程信息,主要包括两方面数据:系统运行数据和市场运行信息。系统运行运行信息包括实际负荷、电力交换、系统拓扑等;市场运行信息主要为机组报价。
实际运行数据,反映了实际的调度运行方案,由此可直接计算实际运行成本。同时,依据实际的负荷、网络拓扑和实际机组报价,可以设计规范化的分析策略,得到一套满足安全约束的经济调度方案。然而由于负荷预测误差、机组非计停等因素,该方案在实际调度中难以达到,因此称之为理想调度方案。其中对实际运行数据的分析策略是获得最优调度方案的核心,可依据实际需求设计不同分析策略。PJM电力市场采用的是经典的经济调度模型。基于该理想调度运行方案,可以计算得到理想调度下的电网运行成本。
对比实际运行与理想调度方案,即可量化实际调度的理想程度。PJM电力市场所定义的电网运行理想度指标计算公式为
Csaving%实际上是理想调度与实际运行成本之差的比值。由于理想调度方案为满足安全约束的最经济调度方案,因此Csaving%一般为正数,同时该指数越趋近于0,说明实际运行与理想调度方案之间的差距越小。
目前,PJM电力市场认为导致实际调度与理想调度之间偏差的原因主要包括如下四个方面:
(1)保守的调度运行模式:在实际运行中,考虑到各种潜在风险,往往预留较大备用裕度,调度方式偏保守;
(2)机组性能差异:在理想调度中假定了机组均能按照其所申报的性能参数响应指令,而在实际运行中,往往存在偏差;
(3)机组组合差异:实际调度中为保证系统运行安全性,往往优先调用启动快、性能好的机组;而理想调度中,由于掌握了全局信息,因此可以充分利用启动慢,性能较差的机组,充分提高系统经济性;
(4)其他因素:影响实际调度理想度的因素还包括调度员的人工决策偏差、负荷预测准确率等。
通过对逐日调度理想度的计算和分析,可分析导致实际调度不理想的原因,不断提高完善实际调度水平。
PJM理想调度实施效益
理想调度评估方法为量化不同因素对实际电网运行效益的影响提供了更客观的工具,由此电网公司能够对症下药,更有针对性的制定改进措施。
理想调度评估结果显示,机组性能对实际调度运行的效益影响显著,据测算机组出力偏差造成的损失大致为85000$/天[10]。为此,美国PJM电力市场开发了机组性能实际检测系统。通过实际监测机组运行情况,得到真实的机组性能参数,以此作为机组调度的依据,提升机组发电计划的可执行性。
同时,从理想调度评估结果中可以看出,PJM电力市场目前的调度模式特别是日前发电计划编排偏于保守。以线路传输容量为例,在PJM电力市场中,线路传输容量限制设定为线路的热稳定极限容量的97%。然而从实际的执行效果来说,线路的实际传输能力被大大低估了。为此,PJM电力市场将线路传输容量限值设定为线路热稳定极限的100%,据测算其效益大致为73000$/天[10]。通过上述一系列的分析和调控,PJM电力市场的调度理想度水平不断提升[11]。
2.实时调度决策理想度评估
PJM理想调度评估方法是对整个电网运行综合水平的评估。与传统的评估方法,理想调度的突出特征在于实际上它划定了电网运行的“天花板”,由此可直接得到实际运行与其差距。需要特别说明的是,这个“天花板”不是固定的,不同的负荷、开机条件下天花板的高度也不相同,这一特点能够剔除电网自身特征对其运行水平的影响,使得评估结果更加客观。
实时调度是调度运行的重要环节。在实时调度中,调度员需要根据电网当前运行状态和最新的预测信息调整机组发电计划。本文将把理想调度评估理念应用于实时调度的评估中,构建实时调度决策的理想调度评估方法,其本质同于PJM的思路,也是事后评估。
2.1实时调度决策理想度评估方法
依据理想调度评估方法理念,结合实时调度业务的自身特点,本文提出的实时理想调度评估方法基本流程如图2。
实时调度决策理想调度评估方法包括场景重构、构造理想调度模型、计算评估指标三个基本步骤。
所谓场景,是指实时调度过程中调度员所依据数据信息基础的集合。场景重构,即是在实时调度决策完成之后,首先对历史数据分析挖掘,将评估分析所依据的数据还原到调度员此前进行实时调度决策时间节点上去,保证评估和决策所依据数据信息的一致性。构造理想调度模型,是实时调度决策理想调度评估的核心。基于重构所得的实时调度场景,获得该场景下的理想调度方案,从而客观评估调度员实际决策水平。最后,计算评估指标,量化实际调度决策的理想度。
2.2实时调度决策理想调度评估场景
为了保证评估与决策数据信息的一致性,在场景重构中,需要将理想调度评估的数据还原到实际决策的时间节点上。具体来说,需要将负荷信息还原为实时调度决策所依据的超短期负荷预测信息;机组开停状态应考虑实际电网运行过程中的机组非计停影响。
与美国PJM理想调度评估不同的是,实时调度决策充分考虑了评估与决策所依据数据的一致性,其数据基础应保证与实时调度决策相同。
2.3基于SCED的实时调度理想评估模型
在实时调度运行中,电网运行安全性是调度运行的根本要求,电网运行安全性主要需要满足功率平衡等安全约束。
上述问题可将该问题归结为机组组合或经济调度问题。实际调度中,可根据具体情况灵活配置。本文中采用经典的经济调度(SCED)模型来构造理想调度评估模型。事实上,该目标函数也可以转化为节能目标或者环保目标,实现发电煤耗最低或污染物排放量最少。目标函数的转变并不改变该模型的基本思路与框架。限于篇幅,下文不再赘述。
所采用模型的目标函数为
式中:表示机组报价;表示机组出力;函数f(P)代表机组造成的网损。
约束条件如下:
发供电力平衡约束
式中:Dt表示t时段的系统总有功负荷;PI,t表示t时段的网损。
旋转备用约束
调节(AGC)备用约束
这里需要指出的是,美国PJM理想调度评估是对一天范围电网运行水平的整体评价,因此其评估时间周期是固定的。而在本文所提出的实时调度决策理想调度评估模型中尽管也选用了SCED模型,但是要求调度员具备一定的“look-ahead”能力,即模型的优化时间范围T不应仅局限于实时调度决策的下一个时段,而要求实际决策能够在更长时间范围内保证运行的经济性。
2.4实时调度决策理想度评估指标
利用上述理想调度模型,可以得到未来T时段电网运行成本,记电网下一时段运行成本为CPD。同样,利用调度员实际下达机组出力计划指令,可得到下一时段电网运行成本为CRT。
定义实时调度理想度指标C%计算公式为
这里需要特别说明的是,实时调度理想调度评估的对象是调度员实时调度的决策水平,因此实时调度决策理想调度评估指标计算中也是将理想方案与实际下达方案对比,而不是与实际运行情况对比,从而避免实际运行过程中由于负荷预测偏差等各种因素产生的影响。
3.算例分析
下面将以我国某省实际数据构造算例验证本文所提出评估方法的实用性。
3.1算例说明
以我国某省的实际电网拓扑与运行数据构造算例,包括节点518个,支路934条,统调机组220台,发电装机58800MW,风电装机7600MW。
对该省电网2014年4月某日的运行情况进行理想调度评估。设置实时调度的前瞻能力为2h。在当天实际运行过程中,没有发生机组、线路等元件的故障,系统拓扑结构稳定,同时联络线传输计划、指定出力机组出力计划日内未作调整。
3.2评估结果分析
基于本文所提出的评估方法,实时调度的评估分析如图3。其中“实时调度”曲线给出了全天96次实时调度下达方案的购电成本,“本文理想”为对应的调度员理想调度方案的运行成本。
需要特别说明的是,本文所提出的实时调度决策理想度评估方法,不是简单的将美国PJM理想调度评估移植到实时调度评估上来,除了评估方法模型方面的差别,在实际使用中,利用本文的方法能够更为清楚客观的体现调度员实时调度决策水平对电网运行效益的影响,有利于准确定位制约电网运行效益的关键环节,提升电网运行水平。
如表1,美国PJM理想调度评估显示当天电网运行整体理想度为19.67%。而全天实时调度决策理想度平均值为9.04%。在实际运行过程中,由于没有发生机组、线路等设备故障,造成实际运行结果与实时调度决策偏差的因素主要包括负荷预测偏差、风电预测偏差与机组出力偏差三个方面。而其中负荷预测偏差高达4.63%,风电预测偏差为10.36%。换言之,尽管实时调度决策已经比较到位,但是在实际运行中各种运行偏差仍对电网运行效益产生了影响,导致电网运行整体理想度偏低。
4.结语
理想调度评估方法的核心价值在于不再是简单的对电网运行数据进行统计,而是通过给出理想运行方案,量化实际运行与理想方案的差距。本文在深入分析美国PJM理想调度评估方法的基础上,将理想调度评估理念应用于实时调度决策评估中,设计了实时调度决策理想调度评估的方法,提出了其场景重构、构建模型与评估指标计算的方法。最后通过我国某省实际数据构造算例,对本文所提出的评估方法的实用性进行了验证分析。
延伸阅读:
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星售电网获悉,6月30日,浙江能源监管办发布关于征求《关于做好浙江省长三角“两个细则”结算试运行有关事项的通知(征求意见稿)》意见的函。文件提出,新版两个细则考核补偿与现货市场交易衔接工作要求。现货市场运行期间,已经在现货市场中获得补偿的辅助服务费用,原则上新版两个细则不再重复
6月28日,国网内蒙古东部电力有限公司发布新能源上网电价市场化改革政策告知函。按照《内蒙古自治区发展改革委能源局关于印发深化蒙东电网新能源上网电价市场化改革实施方案的通知》(内发改价费字〔2025〕661号)要求,自2025年7月1日起,在集中式新能源项目上网电量已基本全部进入电力市场的基础上,推
新一轮电改开启十年来,中国电力现货市场建设正经历从安全验证向机制优化的深刻转型。在市场起步阶段,“安全”是市场建设的核心关切,即如何在新的市场框架下保障电力系统安全,这是一种偏重于技术验证和保障系统可靠性的思路。“工程师思维”让我国长期保持着特大规模电网安全运行的世界纪录,各试点
北极星售电网获悉,6月28日,广东电力交易中心发布《广东虚拟电厂参与电能量交易实施细则(试行)》《广东虚拟电厂运营管理实施细则(试行)》。《广东虚拟电厂参与电能量交易实施细则(试行)》提到,探索建立虚拟电厂参与电能量交易机制,推动虚拟电厂参与“中长期+现货”电能量交易,通过市场价格信
北极星储能网获悉,6月287日,深汕特别合作区蓝骏储能电站项目设计施工总承包(EPC)中标结果公示。广东省源天工程有限公司、广东振森电力设计研究有限公司以188837.156675万元中标该项目,折合单价1.574元/Wh。此外,入围该项目的还有兴能电力建设有限公司,投标报价192434.947414万元,折合单价1.604
6月末,各地发布7月电网代理购电价格表,我们一起来看看都有哪些结构上的变化。蒙东发布新能源机制电量差价结算费作为第一个发布136落地细则的省级电网,7月份的蒙东代理购电价格表系统运行费中增加一项名为“新能源可持续发展结算机制差价结算费用折合度电水平”的二级子项,价格为0.028096元/度。对
2025年2月,国家发展改革委、国家能源局印发的《关于深化新能源上网电价市场化改革,促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号),在新能源行业激起千层浪。该政策明确新能源项目上网电量原则上全部进入电力市场,上网电价通过市场交易形成,标志着新能源“补贴时代”彻底落幕,企业收益模
6月28日,南方区域电力市场连续结算试运行启动会在广州召开,国家发展改革委党组成员、副主任李春临,国家能源局党组成员、副局长万劲松,广东、广西、云南、贵州、海南五省区政府有关负责同志,南方电网公司负责人出席会议。会议指出,南方区域电力市场启动连续结算试运行,是突破省级行政区划,优化
6月28日,南方区域电力市场连续结算试运行启动会在广州召开。国家发展改革委党组成员、副主任李春临,国家能源局党组成员、副局长万劲松,广东、广西、云南、贵州、海南五省区政府有关负责同志,南方电网公司负责人出席会议。会议指出,南方区域电力市场启动连续结算试运行,是全国统一电力市场初步建
在广东、广西、云南、贵州、海南等,南方五省区2400多台发电机组,每台应何时开停、功率如何设定?南方区域电力市场上每度电的成交价格如何确定?作为“大脑”的南方总调,是如何进行决策以确保科学合理,既使用户购电成本最低,又保障电网安全稳定运行?看似简单的问题,涉及的数学模型规模却超过百万
北极星售电网获悉,6月28日,南方电网发布一图读懂:南方区域电力市场十年改革路。详情如下:
近年来,随着新能源电源的快速发展,电网低谷时段保消纳问题突出,同时由于电能替代等因素影响,电网高峰时段保供压力渐增。为了解决保消纳、保供问题,电网调度运行需要大量同时具备上调和下调能力的调节性电源。但是建设抽蓄、电化学储能等常规调节性电源的缺点明显,其一是固定投资大、建设周期长;
如果全国统一电力市场体系不遵循“价格=成本”的原则,不管多层次市场体系如何设计,其资源优化配置效果只能接近政府管制下的分时电价。(来源:微信公众号“电联新媒”作者:叶泽)2022年初,国家发改委、国家能源局联合出台《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(发改体改〔2022〕118号,
2024年2~4月,受极端寒潮、飓风暴雪等天气影响,美国加利福尼亚州、缅因州、新罕布什尔州等地多次出现大面积停电,累计近140万户家庭和企业受到影响,部分用户最长停电时间超过24小时,严重影响了民众日常生活和经济社会秩序。这是继2020年8月加州大停电、2021年2月得克萨斯州大停电之后,美国再次发生
2023年11月8日,国家发改委、国家能源局联合印发了《关于建立煤电容量电价机制的通知》(发改价格〔2023〕1501号)(简称“通知”),要求自2024年1月1日起在全国建立煤电容量电价机制,实现了我国电价改革从一部制电价向两部制电价的重大突破。《通知》中明确规定了省内容量电费的考核机制,并初步要
建议明确跨省区机组平衡关系归属,落实跨省区机组容量费用的合理分摊。(来源:能源新媒文/冯子珊)2023年11月8日,国家发改委、国家能源局联合印发了《关于建立煤电容量电价机制的通知》(发改价格〔2023〕1501号)(简称“通知”),要求自2024年1月1日起在全国建立煤电容量电价机制,成为我国电价市
译者说该法案的推出将为美国可再生能源制造掀起繁荣时代。毫无疑问,前所未有的政策确定性为这一备受困扰的行业提供了一剂强心针,随着美国和加拿大在未来10年内有望投资多达1.2万亿美元,整个新能源行业的发展将会开足马力。2022年8月16日,美国联邦政府通过了其通胀削减法案:这是一项具有巨大潜力重塑该
北极星售电网获悉,近日我国覆盖面最广的省间电力现货交易系统投运,据了解,该系统已经覆盖国网经营区所有省级电网和蒙西电网,支持28家省级电网内的6000多家经营主体开展省间电力现货交易。我国电力现货市场建设再上新台阶。(来源:北极星售电网作者:七块钱)2023年电力现货市场新进展电力现货市场
自2021年以来,电力现货试点省份陆续开展现货连续结算试运行,其中山西、广东和山东等省现货运行时间已超过一年。现货市场的长周期运行,一方面给发电企业和售电公司等市场主体带来了较高的市场风险;另一方面,也积累了大量的市场运行数据,为量化交易应用于电力现货和中长期交易(现货模式)奠定了基
上月,发改委发布《电力需求侧管理办法》征求意见稿,这是发改委的第三个管理办法。第一版发布于2010年11月。彼时,4万亿落地,项目大上快上,各地用电量大幅增长,如下图所示[1]:第二版发布于2017年9月,能源革命概念深入人心,新一轮电改方兴未艾。本版则是在双碳目标战略决策和新型能源体系规划建
关于“多层次”的认识今年年初,国家发改委、国家能源局正式印发了《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确提出要健全多层次统一电力市场体系。笔者就多层次统一电力市场体系谈谈个人的一些基本思考。(来源:微信公众号“电联新媒”作者:郑亚先)“多层次”体
关于“多层次”的认识今年年初,国家发改委、国家能源局正式印发了《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确提出要健全多层次统一电力市场体系。笔者就多层次统一电力市场体系谈谈个人的一些基本思考。“多层次”体现的是“多层次统一市场”的运营架构,其设计的
近日,“10—110千伏系列化架空线路带电绝缘化关键技术研究与应用”科技成果顺利通过中国电工技术学会鉴定。由国家电网公司首席技术专家高克利等权威专家组成的评审团队一致认定,该成果总体达到国际先进水平。其中,35-110千伏输电线路带电绝缘涂覆技术达到国际领先水平,为破解电网安全难题提供了创
6月28日,南方区域电力市场连续结算试运行启动会在广州召开,国家发展改革委党组成员、副主任李春临,国家能源局党组成员、副局长万劲松,广东、广西、云南、贵州、海南五省区政府有关负责同志,南方电网公司负责人出席会议。会议指出,南方区域电力市场启动连续结算试运行,是突破省级行政区划,优化
6月28日,南方区域电力市场连续结算试运行启动会在广州召开。国家发展改革委党组成员、副主任李春临,国家能源局党组成员、副局长万劲松,广东、广西、云南、贵州、海南五省区政府有关负责同志,南方电网公司负责人出席会议。会议指出,南方区域电力市场启动连续结算试运行,是全国统一电力市场初步建
在广东、广西、云南、贵州、海南等,南方五省区2400多台发电机组,每台应何时开停、功率如何设定?南方区域电力市场上每度电的成交价格如何确定?作为“大脑”的南方总调,是如何进行决策以确保科学合理,既使用户购电成本最低,又保障电网安全稳定运行?看似简单的问题,涉及的数学模型规模却超过百万
近日,日立能源宣布将为国家电网公司打造的甘肃-浙江±800千伏特高压直流输电工程(以下简称“陇电入浙工程”)提供高压直流设备。该项目将有力促进中国沙戈荒新能源基地的绿电外送,并帮助满足长三角地区经济发展所需的更高电力需求。随着能源转型的逐年推进,中国可再生能源发展迅速。根据国际能源署
6月28日,南方电网公司、国家能源局南方监管局组织召开南方区域电力市场连续结算试运行启动会,国家发展改革委党组成员、副主任李春临,国家能源局党组成员、副局长万劲松出席会议并讲话,广东、广西、云南、贵州、海南五省区政府有关领导及发电企业、售电公司、电力用户等市场经营主体代表出席会议。
北极星售电网获悉,6月29日,贵州省人民政府发布2025年贵州省重大工程和重点项目名单,其中包括修文县首融独立储能电站及虚拟电厂项目、贵安新区源网荷储一体化及多能互补建设项目等共3199个。详情如下:2025年贵州省重大工程和重点项目名单(共3199个)一、四化项目(2438个)(一)新型工业化(1429
6月27日19时08分,随着贵州省黔东南州榕江县万都小区1号配电房三号变压器合上开关,该小区15栋住户逐渐亮灯,受洪涝灾害影响的贵州省榕江、从江、三都三县实现“城区户户点亮、行政村村村通电”,群众用电恢复正常。6月24日以来,贵州省黔南布依族苗族自治州、黔东南苗族侗族自治州遭遇持续强降雨,榕
6月28日,南方区域电力市场连续结算试运行启动会在广州召开。会议指出,南方区域电力市场建成了国内首个多省区、全主体参与、统一出清的现货市场,进入连续结算试运行,是全国统一电力市场初步建成的重要标志性成果,是突破省级行政区划,优化电力资源配置的重大制度创新和平台创新,是电力市场化改革
6月24日,浙江缙云县供电公司组织员工对供区内变电站、输电线路等开展全面巡检,应对降雨天气。当日,巡检人员及时发现并处理隐患10余处。2024年,国网浙江省电力有限公司发布《国网浙江电力电网防汛防台风能力提升三年行动方案(2024~2026年)》,从7个方面落实22条具体措施,推进输电、配电、变电设
当好配网“调度员”,为配网运行提供智能辅助决策,使电力保供更可靠;当好设备“评估员”,特高压直流主设备状态评估分析时长由一周缩短至分钟级,使生产运行更智能;优化企业办电流程,供电方案智能编制效率提升7倍以上……作为我国电力行业首个千亿级多模态大模型,国家电网有限公司打造的光明电力
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!