市场环境下电力系统优化调度策略研究

2021-04-03刘美荣

中国设备工程 2021年4期

刘美荣

（国网陕西省电力公司延安供电公司，陕西延安 716000）

随着社会和经济的快速发展，电力系统的调度也在面临巨大的挑战，不仅要满足安全性和服务的要求，也要在市场化下提升经济效益。为此，就需要优化电力系统的调度策略，满足市场化建设需求，提升电力系统的经济效益和社会效益。

1 市场环境下电力系统调度需要实现的功能

随着社会经济发展速度加快，电力系统调度也在面临极大挑战，电力企业更需要考虑到自身的收益，提升调度工作的节能水平。电力系统的调度明显拥有经济调度的功能，需要分析网损、考虑环保的要求、结合电力负荷的预测结果，开展调度，达到用户电费最小、社会总利润最大的目的，从而达到买电、卖电各方的经济效益最大化。同时，电网的调度也需要保证电力系统的可靠性，也就是安全保护的功能。需要在调度过程中考虑到系统内部各种元件的计划停运和合理的非计划停运，从动态的角度分析电网的运营状况，从而保证电力系统在突然受到扰动的情况下也能够不间断地给用户提供电力；或者通过控制设备，恢复到扰动前的稳定状况。最后，电网的调度也要达到安全性和经济性的平衡，通过做好调度工作，避免出现电网事故，并在此基础上，追求最大化的经济效益，满足社会的需求。

2 电力市场环境下电力系统运行面临的问题

2.1 成本控制要求更高

电力市场的市场化建设水平提升，输电企业为了提升自身的经济效益，就需要做好成本控制工作，包括维修成本、设备成本、人工成本等，都要采用科学的方式达到控制的目的，都需要采用科学的方式控制，以增加利润，提升企业的经济效益和市场效益。

2.2 电力系统潮流增加

市场化的背景下，会采用基于报价的调度方式，相对而言变化更多，所以，潮流模式会更为频繁的发生变化。这就导致对调度人员的技术要求更高，能够有效应对一些在计划之外的调度，一旦没有足够的技术，就容易引起安全问题。在实际工作中，如果输电系统地域额定容量，也会导致潮流问题出现，从而造成输电系统的可靠性降低，甚至会影响周边其他电网的安全。

3 电力系统优化调度的主要内容

3.1 单目标调度优化

单一目标调度的优化有着费用小、网损小的优势，在传统的电力系统中，一般使用这种方式调度。随着电力系统的市场化建设，输电和发电企业都成为不同的运行实体，而且调度的工作中，也需要考虑成本的问题。为此，就会使用电力企业的报价曲线，并且结合网络消耗、费用、输电能力等因素进行综合靠，从而有效开展优化工作。但是，由于市场化的电力系统比较复杂，继续采用单目标优化的方式，很容易出现顾此失彼的情况，为了解决这些问题，会利用人工操作和调度保证市场的稳定性。同时，也要分析多种因素的综合性影响，通过有效了解各种冲突的影响因素，以及在单目标调度下的电力系统变化规律，从而不断推动电力市场机制的完善，保证调度优化决策的合理性和科学性。

3.2 多目标调度优化

为了能适应市场化的需求，目前，都采用多目标调度优化的方法，将不同的单一问题组合起来，分析不同调度目标的需求，并制定能满足多个目标的调度方法。目前，电力市场中，由于很多因素都会导致耗电问题增加，而且需要考虑系统的运行费用、运营过程中的污染，而且要保证可靠性，因此，一般会结合多种情况共同考虑。通过建立数学模型分析，寻求符合市场经济运行规律的权衡系数，以便能够进行更合理的优化配置，推动电网带来更高的效益。

3.3 互换目标和约束

电网的调度优化目标和约束都是同时出现的，结合目前针对电网构建的数学模型，目标和约束之间就能够相互转化，因此，从市场角度来进行研究，分析市场变化的规律和机理，包括对总费用中的可变费用、不可变费用进行研究，以及控制比例问题等等，也对构建电力系统调度策略有着巨大的帮助。同时，目标和约束之间的相互转化进行指标的评价，通过合理的转化，也能够让电网的调度工作更符合市场规律，比如，引导电价提升电力行业的活力等。通过制定更科学的计划进行调度，平衡应用各种资源，提升对资源的利用效率。

3.4 电力系统中的阻塞处理

在电力系统市场化的背景下，电力系统的交易会有更大的范围，使得电力系统的运行压力更大，在运行过程中容易出现阻塞等问题，不利于电力系统的稳定运行。垂直一体化垄断管理的电力系统中，同样会存在比较明显的阻塞问题，但是，可以通过使用发电再调度的方法来解决。但是，随着电力市场化，发电公司和电网公司都被独立出来，而且市场化下的企业也更加追求利润，如果继续采用传统方式，会明显影响点公司的利益，所以针对阻塞的管理需要保证不同发电公司的公平性。所以在，当前的调度工作中，调度的方式会比较保守，以保证拥有足够的备用容量，防止电网产生过大的波动影响系统中的其他交易进行。有些情况下，可能需要对多个网络组成的系统进行阻塞处理，为了解决这种复杂的方式，会将电网分成两层，上层作为电网的调度系统，下层设立机构执行调度的指令。由于多个区域的电网状态评估很困难，所以，一般分层调度的方式使用较多。

4 电力市场环境下电力系统调度优化策略

4.1 设备资源优化

电网中有很多设备和资源，通过合理的调度，能够优化对资源的使用，提升电网的稳定性。优化主要面向线路、变电站变压器、配电变压器等等。为此，需要结合电网的负荷情况，做好控制工作，保证主变站的运行满足市场需要，以及控制变压器避免造成过大的变量损失。可以根据季节的变化对变压器进行调节，防止发生空载的情况。优化线路时，应该做好对电网负荷变化的计算，有效降低线损，避免电量的过大损失。为防止电路出现瓶颈的情况，应该确保不同负荷线路的均衡，满足市场的运行需求；同时，也要通过制定合理的计划，减少因为检修所导致的停电。如果使用务工优化的犯法，需要保证系统的负荷接近中性，有效控制功率因数。同时，可以利用对电容器的控制，针对不同的负荷改变电压，避免因为线损导造成消耗。

在对配电变压器进行优化时，原则在于保证供电量的损失最小，由于电网的负荷有季节性变化的特点，所以，可以进行供电网路的互连。还可以采用不同种类的电压器进行调节，例如，在负荷比较轻的情况下，可以将一部分配电变压器停用，降低电网的损失，而在电力负荷较高的情况下，结合经济的角度分析，选择最合适的配电变压器数量。同时，通过做好对电网的施工管理，也能保证电网的建设质量，提升电网的整体性能，从而降低电网受到的外界干扰，提升电网的承载能力。

4.2 提高电网可靠性

保证电网的可靠性和安全性是电力系统调度工作的主要目的之一，为了保证调度的效果，需要结合电网结构的特点，尤其是根据线路分配来进行调度，从而降低事故的发生概率，以及降低因为检修等工作所导致的停电。而在根据负荷进行优化时，则需要结合电网的负荷变化来做好对保护装置的安装工作，并从经济角度出发，做好开关和断路器的设置工作，保证未来的电网调度中，能最大幅度地满足市场的需求。

4.3 电力系统安全调度策略

对电力系统的调度工作要充分考虑安全性的需求，为此，要针对电力系统的安全加强管理。有效做好电网的安全评价工作，客观地进行各种情况的分析，提前预知可能出现的电力事故，并且做好相关准备，提升所有工作人员的安全意识，并且采取最合理的安全管理模式，保证安全管理效果。

针对电力系统调度优化过程中的情况，应该建立起完善的安全管理体系，明确安全管理级别，以便能够建立起性质有效的方法。为此，需要联合多种安全技术，保证对整个网络的安全管理都能够具有较强的整体性，在满足市场化的同时，也能避免受到电力的影响出现风险。通过在系统运行的过程中进行实时检测，并且针对各种安全事件作出响应，有效提升管系统安全保护机制的有效性。

安全技术管理需要做好对访问的控制，合理利用网络技术保证系统的安全性，也能准确地确定网络的情况，以及防范病毒的影响。在工作过程中，也需要进行周期性评价，以及加强各种防护工作，包括入侵检测等等，避免网络受到影响，从而有效掌控网络的运行状态，确保网络管理策略的有效性。