電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患管理制度分析

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1電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患背景

風(fēng)電等新能源的大規(guī)模接入與智能電網(wǎng)調(diào)度的推進對電力系統(tǒng)運行提出了新要求。為提升電網(wǎng)運行的安全、經(jīng)濟、節(jié)能和環(huán)保，提高電網(wǎng)消納新能源的能力，迫切需要提升電網(wǎng)調(diào)度的精確化、智能化水平。從時序角度，發(fā)電計劃主要分為年度發(fā)電計劃、季度發(fā)電計劃、月度發(fā)電計劃、日前發(fā)電計劃、日內(nèi)發(fā)電計劃及實時發(fā)電計劃。

2電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患分析

2.1缺乏發(fā)電計劃編制的安全運行隱患

長期以來，河北南網(wǎng)調(diào)度部門缺乏一套現(xiàn)代化的軟件系統(tǒng)支撐年度計劃、季度計劃、月度計劃的編制工作，主要依靠簡單的計算機辦公軟件和計劃編制人員的人工經(jīng)驗來完成。日前發(fā)電計劃仍然采用人工方式編制，無法協(xié)調(diào)處理電網(wǎng)和機組的各類復(fù)雜約束條件，編制的發(fā)電計劃難以協(xié)調(diào)經(jīng)濟性和安全性。這種傳統(tǒng)的計劃編制方式，一方面增加了計劃編制人員的工作強度，降低了工作效率；另一方面難以實現(xiàn)大量相關(guān)信息的高效整合，所編制的發(fā)電計劃往往失于片面，無法保證電網(wǎng)安全，并且容易因人為失誤導(dǎo)致一些錯誤，造成計劃編制工作的滯后或被動。此外，由于缺乏考慮安全約束的日內(nèi)發(fā)電計劃，導(dǎo)致日前發(fā)電計劃在調(diào)度臺上難以實際執(zhí)行，電廠日前計劃與實際發(fā)電曲線執(zhí)行脫節(jié)，只能依靠調(diào)度員的人工經(jīng)驗臨時調(diào)整，不僅耗時耗力，而且無法實現(xiàn)精細(xì)化控制。

2.2電網(wǎng)外圍政策等各種不確定因素帶來的運行隱患

隨著電力體制改革的深化，發(fā)電計劃控制的外圍政策環(huán)境也在頻繁變化，電力市場運營、節(jié)能發(fā)電調(diào)度、雙邊交易、替代交易和大用戶直購電交易等政策措施的實施，甚至輸電線路和發(fā)電設(shè)備的檢修及投產(chǎn)時間的變化，都將改變原有發(fā)電計劃的制定。理論上，這種改變可能帶來兩個維度上的風(fēng)險：一方面是影響系統(tǒng)的供需狀況，當(dāng)機組因燃料庫存、機組檢修等因素而不能相應(yīng)改變運行狀態(tài)時，將產(chǎn)生電力供應(yīng)的不平衡風(fēng)險；另一方面則對發(fā)電主體完成年度計劃提出了挑戰(zhàn)，調(diào)度中心保證完成年度合約電量的難度將加大，從而形成了合同執(zhí)行風(fēng)險。以上兩個維度的風(fēng)險在現(xiàn)有的中長期計劃分析往往被忽略了，沒有考慮各種不確定因素以及執(zhí)行一種基于電網(wǎng)調(diào)控安全運行誤差對于計劃執(zhí)行偏差的影響，使得無論是年度方式編制，還是月度計劃管理，所編制的計劃往往是靜態(tài)的，無法為調(diào)度決策提供較為全面和準(zhǔn)確的參考信息，也無法客觀評估各種不確定因素對分析決策所產(chǎn)生的影響及帶來的風(fēng)險。

3淺談一種基于電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患管理制度

基于電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患管理制度在智能化總體輔助決策的協(xié)調(diào)控制下，由遠(yuǎn)及近，由粗及細(xì)，各級協(xié)調(diào)，動態(tài)優(yōu)化，在更長的決策時間范圍內(nèi)，實現(xiàn)電網(wǎng)資源配置、風(fēng)險管理以及預(yù)防預(yù)控，并為調(diào)度運行的安全性和經(jīng)濟性提供最佳決策空間和調(diào)整裕度。而在各周期計劃執(zhí)行的過程中，又形成了由近及遠(yuǎn)的逐級校驗和閉環(huán)反饋，將計劃與實際調(diào)度運行之間的偏差動態(tài)反饋給計劃制定流程，并且基于智能化的自學(xué)習(xí)過程，進一步完善各級發(fā)電計劃的模型、方法和決策流程，從而形成一套以智能化記憶、識別、“瞻前顧后”、動態(tài)協(xié)調(diào)、滾動優(yōu)化為主要特征的智能電網(wǎng)調(diào)度發(fā)電計劃體系以及基于電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患管理制度?；陔娋W(wǎng)調(diào)控安全運行隱患管理制度實現(xiàn)了：（1）基于風(fēng)險逐級預(yù)防、預(yù)控的滾動遞進式計劃模式：該模式可根據(jù)各個時間尺度掌握的最準(zhǔn)確預(yù)測信息，制定最優(yōu)的發(fā)電計劃，并將計劃的結(jié)果以電量約束或者出力曲線的方式傳遞給下一級更小時間尺度的發(fā)電計劃，作為下一級優(yōu)化的基礎(chǔ)。從而不僅實現(xiàn)了在更長時間維度上優(yōu)化安排各種調(diào)度資源，而且通過動態(tài)優(yōu)化、逐級細(xì)化，實現(xiàn)了風(fēng)險的逐級預(yù)防和預(yù)控，確保了發(fā)電計劃的安全性。（2）全時間尺度閉環(huán)安全校核機制：安全是發(fā)電計劃節(jié)能和經(jīng)濟的基礎(chǔ)和保障。為此，該模式中設(shè)計了全時間維度的閉環(huán)安全校核機制，確保各個時間尺度上發(fā)電計劃的安全性。（3）基于信息反饋校正的自學(xué)習(xí)機制：在發(fā)電計劃由長期計劃向短期計劃逐步細(xì)化的過程中，短期發(fā)電計劃可以不斷反饋實際運行狀況和長期計劃的偏差，修正上一級長期發(fā)電計劃，從而不斷優(yōu)化發(fā)電計劃的制定模式、模型和流程。

4一種基于電網(wǎng)調(diào)控安全運行隱患管理制度的主要成果

本管理制度根據(jù)國家電網(wǎng)公司對電網(wǎng)調(diào)度計劃工作信息化、科學(xué)化、精細(xì)化的總體要求，按照“三公”調(diào)度的方針，設(shè)計、開發(fā)并建設(shè)了基于風(fēng)險管理的多時序發(fā)電計劃技術(shù)支持系統(tǒng)，為河北省電網(wǎng)公司的調(diào)度計劃工作提供了科學(xué)高效的技術(shù)支持，實施了省網(wǎng)年度電力電量平衡、年度合同電量中長期協(xié)調(diào)分解、月度發(fā)電計劃、月度機組組合、日前發(fā)電計劃、日內(nèi)發(fā)電計劃等工作，達到了規(guī)范發(fā)電計劃流程、降低機組運行風(fēng)險、協(xié)調(diào)中長短期電網(wǎng)運行的目標(biāo)。本管理制度既有著重要的理論價值，又取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。具體如下：（1）本管理制度實現(xiàn)了中長期電力電量平衡的精準(zhǔn)控制，實現(xiàn)了電量分解、電力平衡、年度合同完成與逐日機組組合的綜合決策；決策過程中，從時序遞進的角度，依據(jù)外界“新息”的變化不斷修正模型參數(shù)，并實施反復(fù)的滾動計算，對后續(xù)計劃進行精確的動態(tài)調(diào)整，提高中長期計劃的時效性與適應(yīng)性，降低計劃的執(zhí)行風(fēng)險；（2）本管理制度設(shè)計了全過程、多場景的風(fēng)險管理模式，針對不同的負(fù)荷水平對多種發(fā)電方案進行風(fēng)險評估和綜合優(yōu)選；將風(fēng)險預(yù)警的思路融入中長期電力電量平衡的全過程，在不同階段分別提出對應(yīng)的預(yù)警信息，形成風(fēng)險評估指標(biāo)，以監(jiān)視計劃執(zhí)行的全方位風(fēng)險度，從而為計劃調(diào)度部門提供了充分、及時、有效的輔助決策信息；（3）本管理制度從風(fēng)險控制的角度，建立了全時序的自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)機制，依據(jù)發(fā)電計劃在執(zhí)行過程中反饋的風(fēng)險信息，在日前不斷地對未執(zhí)行計劃進行全局的閉環(huán)反饋控制，使得發(fā)電計劃的執(zhí)行偏差得以在時序間迅速傳導(dǎo)，稀釋了計劃執(zhí)行風(fēng)險，減輕了電網(wǎng)安全運行的壓力；（4）本管理制度經(jīng)過工程化應(yīng)用和完善，安全約束機組組合（SCUC）和安全約束經(jīng)濟調(diào)度（SCED）模型算法不斷成熟，取得SCUC/SCED算法突破，計算精度和計算性能已經(jīng)能夠滿足大規(guī)模電網(wǎng)要求，為三公調(diào)度、節(jié)能發(fā)電、電力市場調(diào)度模式的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。（5）本管理制度實現(xiàn)了計劃優(yōu)化與安全校核的分解協(xié)調(diào)。支持線路、變壓器和輸電斷面等多種潮流監(jiān)視元件設(shè)置；實現(xiàn)計劃優(yōu)化與安全校核的分解協(xié)調(diào)，在保障滿足電網(wǎng)安全約束的前提下大幅降低計算量。（6）本管理制度實現(xiàn)了多時序發(fā)電計劃有機協(xié)調(diào)。提出了不同時序發(fā)電計劃的閉環(huán)銜接方案，分析了不同時序發(fā)電計劃的關(guān)系，實現(xiàn)了順序遞階指導(dǎo)和逆序反饋改進，多時序計劃能夠有效融合在一起，提升了計劃編制的精益化水平。

作者：董蕊 趙貝貝 張雪青 單位：國網(wǎng)邢臺供電公司