初期電力市場(chǎng)有功優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究.pdf

1、電力市場(chǎng)環(huán)境下的有功優(yōu)化調(diào)度不僅要考慮電力系統(tǒng)固有的技術(shù)特性，還要考慮市場(chǎng)化帶來(lái)的新問(wèn)題、新特點(diǎn)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行體制由壟斷向市場(chǎng)化轉(zhuǎn)變的過(guò)渡階段，整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行還帶有某些壟斷的特點(diǎn)，傳統(tǒng)意義上的有功優(yōu)化調(diào)度雖然在很大程度上由市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)所取代，但市場(chǎng)模式發(fā)展還很不健全，電力產(chǎn)品種類還比較單一或稀缺，且由于成本、能耗、環(huán)保等性能指標(biāo)的差異還允許系統(tǒng)中同時(shí)存在競(jìng)價(jià)機(jī)組和非競(jìng)價(jià)機(jī)組，等等。初期電力市場(chǎng)的這些特點(diǎn)給電力系統(tǒng)的有功優(yōu)化調(diào)度帶來(lái)了問(wèn)題

2、上的復(fù)雜性，需要對(duì)由此產(chǎn)生的模型和算法進(jìn)行有針對(duì)性的研究。本文從這一角度出發(fā)，研究了作為過(guò)渡階段存在的初期電力市場(chǎng)環(huán)境下有功電能量競(jìng)價(jià)、競(jìng)價(jià)機(jī)組電能量合同與發(fā)電計(jì)劃協(xié)調(diào)及市場(chǎng)環(huán)境下有功調(diào)度中機(jī)組排污及能耗控制等問(wèn)題。
　　發(fā)電側(cè)電力市場(chǎng)基本電能量競(jìng)價(jià)問(wèn)題的報(bào)價(jià)曲線通常由分段水平直線段組成，其應(yīng)用范圍受到一定程度局限。本文將其拓展為非水平直線段組成的分段不降函數(shù)形式，并與壟斷環(huán)境下基本負(fù)荷分配問(wèn)題的發(fā)電成本采用分段二次函數(shù)形式的數(shù)學(xué)

3、模型進(jìn)行類比，建立了二者統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型；基于該統(tǒng)一模型，提出了求解這一問(wèn)題的最陡增/減變量對(duì)尋優(yōu)法，此方法對(duì)上述競(jìng)價(jià)或負(fù)荷分配問(wèn)題具有全局尋優(yōu)能力。當(dāng)競(jìng)價(jià)機(jī)組報(bào)價(jià)曲線或機(jī)組發(fā)電成本的邊際成本曲線不是單調(diào)增加的函數(shù)時(shí)，問(wèn)題可能存在多個(gè)局部最優(yōu)解。本文將最陡增/減變量對(duì)尋優(yōu)法與進(jìn)化策略相結(jié)合，使得算法既具有全局尋優(yōu)能力，又具有較快的計(jì)算速度。
　　由于上述基本競(jìng)價(jià)和負(fù)荷分配模型往往不能適應(yīng)電力生產(chǎn)過(guò)程的特殊或復(fù)雜情況需要，因此本文對(duì)考

4、慮機(jī)組禁止運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)影響、發(fā)電成本為分段二次函數(shù)的負(fù)荷分配問(wèn)題和考慮競(jìng)價(jià)機(jī)組非報(bào)價(jià)區(qū)段、報(bào)價(jià)曲線為分段一次函數(shù)的電能量競(jìng)價(jià)問(wèn)題進(jìn)行了比較研究，同時(shí)計(jì)及了網(wǎng)絡(luò)傳輸限制，建立了二者的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型，并采用GENOCOP遺傳算法求解。這一方法對(duì)問(wèn)題的適應(yīng)能力高于數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，而計(jì)算速度及解的一致性要好于一般的隨機(jī)搜索方法。
　　交易形成的合同電能量要通過(guò)電力市場(chǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)制定的發(fā)電計(jì)劃來(lái)落實(shí)和完成。在初期電力市場(chǎng)一定階段，電力系統(tǒng)中同時(shí)存在競(jìng)價(jià)

5、機(jī)組和非競(jìng)價(jià)機(jī)組，此時(shí)的中期發(fā)電計(jì)劃制定工作需要將競(jìng)價(jià)機(jī)組中標(biāo)電能量、非競(jìng)價(jià)機(jī)組計(jì)劃發(fā)電能量分解到調(diào)度周期內(nèi)的每日。本文建立了以系統(tǒng)非競(jìng)價(jià)機(jī)組總生產(chǎn)成本最小為目標(biāo)的電能量分解問(wèn)題數(shù)學(xué)模型。為了更具時(shí)間過(guò)程上的合理性，分解電能量時(shí)把每天凝聚為高負(fù)荷、低負(fù)荷兩個(gè)時(shí)段，由此得到的兩個(gè)時(shí)段電能量之和即為相應(yīng)機(jī)組日電能量計(jì)劃值；為了更具空間上的合理性，數(shù)學(xué)模型中計(jì)及了基于直流潮流方程的電力網(wǎng)絡(luò)傳輸限制約束。
　　在初期電力市場(chǎng)的日前市場(chǎng)未開

6、放階段，日發(fā)電計(jì)劃確定應(yīng)以非競(jìng)價(jià)機(jī)組生產(chǎn)成本最小為目標(biāo)。本文建立了這一問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，并將其分解為機(jī)組組合和動(dòng)態(tài)負(fù)荷分配兩個(gè)子問(wèn)題求解：機(jī)組組合采用啟發(fā)式算法求解；動(dòng)態(tài)負(fù)荷分配采用一種改進(jìn)可行方向法求解，此方法采用了最陡增/減變量對(duì)尋優(yōu)法處理發(fā)電成本曲線分段點(diǎn)的思想，能夠適應(yīng)非競(jìng)價(jià)機(jī)組成本分段二次函數(shù)表示形式和引入競(jìng)價(jià)機(jī)組中標(biāo)電能量的日分解值平衡約束關(guān)系的新環(huán)境。
　　初期電力市場(chǎng)的有功調(diào)度工作還應(yīng)充分重視電力生產(chǎn)對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展