初期電力市場有功優(yōu)化調(diào)度模型與算法研究.pdf

1、電力市場環(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，還要考慮市場化帶來的新問題、新特點。在電力系統(tǒng)運行體制由壟斷向市場化轉(zhuǎn)變的過渡階段，整個電力系統(tǒng)運行還帶有某些壟斷的特點，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競爭所取代，但市場模式發(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)中同時存在競價機組和非競價機組，等等。初期電力市場的這些特點給電力系統(tǒng)的有功優(yōu)化調(diào)度帶來了問題

2、上的復(fù)雜性，需要對由此產(chǎn)生的模型和算法進行有針對性的研究。本文從這一角度出發(fā)，研究了作為過渡階段存在的初期電力市場環(huán)境下有功電能量競價、競價機組電能量合同與發(fā)電計劃協(xié)調(diào)及市場環(huán)境下有功調(diào)度中機組排污及能耗控制等問題。
　　發(fā)電側(cè)電力市場基本電能量競價問題的報價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)境下基本負荷分配問題的發(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，提出了求解這一問題的最陡增/減變量對尋優(yōu)法，此方法對上述競價或負荷分配問題具有全局尋優(yōu)能力。當(dāng)競價機組報價曲線或機組發(fā)電成本的邊際成本曲線不是單調(diào)增加的函數(shù)時，問題可能存在多個局部最優(yōu)解。本文將最陡增/減變量對尋優(yōu)法與進化策略相結(jié)合，使得算法既具有全局尋優(yōu)能力，又具有較快的計算速度。
　　由于上述基本競價和負荷分配模型往往不能適應(yīng)電力生產(chǎn)過程的特殊或復(fù)雜情況需要，因此本文對考

4、慮機組禁止運轉(zhuǎn)區(qū)影響、發(fā)電成本為分段二次函數(shù)的負荷分配問題和考慮競價機組非報價區(qū)段、報價曲線為分段一次函數(shù)的電能量競價問題進行了比較研究，同時計及了網(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。這一方法對問題的適應(yīng)能力高于數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，而計算速度及解的一致性要好于一般的隨機搜索方法。
　　交易形成的合同電能量要通過電力市場調(diào)度機構(gòu)制定的發(fā)電計劃來落實和完成。在初期電力市場一定階段，電力系統(tǒng)中同時存在競價

5、機組和非競價機組，此時的中期發(fā)電計劃制定工作需要將競價機組中標(biāo)電能量、非競價機組計劃發(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)非競價機組總生產(chǎn)成本最小為目標(biāo)的電能量分解問題數(shù)學(xué)模型。為了更具時間過程上的合理性，分解電能量時把每天凝聚為高負荷、低負荷兩個時段，由此得到的兩個時段電能量之和即為相應(yīng)機組日電能量計劃值；為了更具空間上的合理性，數(shù)學(xué)模型中計及了基于直流潮流方程的電力網(wǎng)絡(luò)傳輸限制約束。
　　在初期電力市場的日前市場未開

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