机会约束下的电力电量平衡效果分析优化模型

摘 要对跨区电力电量的交换与用电调节工作的考虑，以弥补电力电量出现缺口的调整费用最低作为主要实施目标，本文针对性的提出了一种电力电量平衡分析与优化的模型，并充分考虑到水库的调度以及检修计划对其发电能力造成的影响，结合系统的仿真运算，有效验证了其所提供的模型的科学性和有效性。

【关键词】机会约束 电力电量 平衡优化模型

电力电量的平衡就是指在规定的时间和周期的范围内，对电力系统当中每个发电厂的出力和發电量实施跨区和跨季节的统筹性安排，实现对电力资源的优化利用，使其在每个时间段的供电程度达到一种平衡的状态，这在长期的电力规划与调度工作上起到了决策性依据的作用。传统形式下的电力电量平衡分析工作的主要方式是将实现给定的测量负荷的曲线图实施分解，并且对其中各种不同类型机组的运行环境进行组合，有顺序的安排发电厂中的各项发电流程。

1 机会约束下的电力电量平衡的具体效果

伴随当前我国电力系统的快速发展，跨区电力电量的交换需求和输送能力都在不断的提升，水电、风电等清洁能源发电规模不断提高，同时用电测管理水平也在不断的提高，进一步为电力电量的平衡需求提出了更高的优化要求。为了有效协调和统筹电力网的供电能力，实现大范围能源的优化配置，以机组组合与经济调节的形式，将成本最小化作为目标函数，建立起了电力电量平衡分析的优化模型，为电力电量的有效平衡提供出了一种全新的解决方式。但是这种电力电量平衡优化模式在其构建的过程当中对发电的约束条件只单纯的考虑了技术出力的限制性，并没有对其进行细化，考虑到水库调度和检修计划等方面因素对发电站造成的影响，该模型的建立还需要不断的完善。

电力系统当中包含了非常多不确定性的因素，比如负荷偏差以及水电站水量的随机性等方面，这些都会对电力电量的平衡造成比较大的影响。在最近几年的发展中，伴随风力发电中出现的间歇性状况和其渗透率不断的上升，不确定性因素的影响不断的上升，并且在当前电力电量的平衡分析中，基本都采用将这些不确定性因素转变成定性变量的分析方式，造成了最后的分析效果不精确。因此对这方面的工作我们还需要不断探索全新的解决方法。机会约束的规划属于一种随机规划的方式，主要适用于在对求解约束当中所涵盖的随机变量与优化模型，当前已经在有机组合的应用、电力网络的重新组建以及无功优化等相关的电力系统优化的问题当中得到应用，为不确定性电力电量的平衡分析问题提供出了全新的求解思路。

基于以上的发展背景，为了有效的运用跨区交换能力和用电侧调节能力，通过减少外送电、提升外购电以及将可中断的负荷调整的费用最小作为主要的目标函数，建立起不确定性的电力电量平衡分析目标优化模型，在这种模式下研究对水库调度计划与检修计划对发电能力产生的影响。模型提升了水库与检修有关的约束性，同时还有利于通过机会约束的规划方式对电力系统的负荷加以预测，还可以对风电以及来水的不确定性能产生影响进行处理，将系统中的电力、电量的约束形式通过相应的置信水平来加以满足，并可以将其表示成为概率的形式，在进行模型求解的过程中，基于概率统计的理论与二分法的分析方式，得出了概率模型的确定化的表现形式。最后将其所建立的模型转化成为混合型的整数规划的方式，运用CPLEX的方式来进行求解，结果证明了这种模型的有效性。

2 优化模型分析

对目标函数的研究是对电力电量平衡分析的一种有效方式，是在电力电量供需形势比较紧张的状况下，通过优化调度的方式来对各个发电站的电能实施调度，让其出现电量缺口的部分在最短的时间内得到相应的电量补充。常见的电量调整的措施主要包含了减少外送电、提升外购电量以及实现可中断的负荷等。

约束性条件就是考虑到水库调度与检修工作对电力电量平衡产生的影响，该模型的约束条件主要包含了对系统电量的约束性、系统电力的约束以及火电机组的约束性、水电机组的约束、电站检修等相关的约束。同时还考虑到了负荷、风电以及来水工作出现的不确定性，对部分的约束性条件的影响，采取机会约束规划理念来实施建模工作。

为了分析检修与水库调度中相关的约束对电力电量平衡造成的结果影响，分别对以下三个方面的方案实施分析：考虑检修与水库调度的机会约束、考虑检修约束同时不考虑水库相关约束、不考虑检修约束同时考虑水库调度约束。通过对这三种方案的有效对比，可以看到在电力电量的分析中没有考虑到水库调度的相关约束，水电系统中的发电量被高估，最大的偏差值达到了8倍以上；通过相关的分析可以看出，在水电系统的大型发电系统当中，两种方案对丰水期的评估偏差过小，在枯水期的实际评估偏大，这主要是因为在枯水期水量不断的下降，水库中的实际蓄水量对水电站的发电能力影响比较大。因此，在不考虑水库调度的约束情况下，对水电站的发电能力的评估会产生比较大的误差性，这将对电力电量的平衡分析准确性产生不良的影响。

3 结束语

本文研究了机会约束下电力电量平衡效果分析优化模型，从中可以看出在电力系统中通过对每个发电厂的发电量实施跨区和跨季节的统筹性安排，可以实现对电力资源的优化利用；让其在每个时间段的供电程度达到一种平衡的状态，这在长期的电力规划与调度工作上起到了决策性的依据作用，同时也为我国电力企业的发展提供了充分保障。

参考文献

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作者简介

刘泽鑫（1988-），安徽，男，硕士，科员，中级工程师。主要研究方向为电力系统规划，电力系统稳定控制，直流输电等等。

作者单位

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 广东省广州市 510663endprint