力 第35卷 韩学山等：一种实用的电力系统在线动态经济调度模型 2002年第9期 统 件，如文献]中10机系统的例子，按此情况进行 分析是无解的。 450 400 4 在线动态经济调度模型 350 N=2 根据以上的分析，由试探法研究前瞻时间窗口 00 .=3 的变化范围，机组输出功率上升/下降的速率越大， N.=4 前瞻时间窗口变化范围就越小，反之则越大。按机组 750 状态上升/下降最大时间作为前瞻时间窗口在绝大 024681012141618202224 多数条件下能保证动态经济调度的最优解，然而保 时间凸 证机组动态经济调度最优解的必要条件是取机组全 图5前瞻时间窗口变化引起机组1输出功率变化 程上升/下降的最大时间为前瞻时间窗口，但它不是 充分条件，即这一条件是保守的。 某一时段动态经济调度是全程最优必然存在一 16922 个最优前瞻时间窗口，确定这一前瞻时间窗口与负 16920 荷曲线变化及机组的经济性能有密切关系，按动态 169.18 经济调度的物理意义来理解，这一前瞻时间窗口是 169.16 机组为迎接未来负荷变化所应做的最佳准备，准备 169.14 过早失去经济性：过晚导致未来动态经济调度无解。 169.12 在此准备过程中，当未来负荷是上升/下降趋势时， 169.10 169.08 经济性能好的机组要下调/上调，经济性能不好的机 169.06 组要上调/下调。准确地从理论上确定最优不变的前 02 681012141618202224 瞻时间窗口或动态的最优前瞻时间窗口还有待于进 前瞻时间窗口h 一步的研究。 然而，由于电力系统有着很强的运行规律，基于 图6前瞻时间窗口变化引起目标函数值变化 试探法搜索最优前瞻时间窗口或者根据必要条件确 定前瞻时间窗口至少是可行的，由此本文提出在线 动态经济调度的思想，其优越性在于它能采用同传 统的经济调度一样的形式，达到动态经济调度与自 。一情况1 。情况2 动发电控制的协调。 +一情况3 对于任意时段t当前调度时段)，在t-1时段机 7 组输出功率己知的条件下，在线动态经济调度模型 由式40)一44)构成。由此模型，当前瞻时间窗口为 1如果有可行解)时，其计算代价与传统经济调度完 全相同，随前瞻时间窗口的增大，计算代价也随着增 大。如果不是苛刻地追求其最优解，可根据运行实际 81012141618202224 摸索出一个固定的前瞻时间窗口，以减少计算代价， 时间 当然此模型容易扩展以考虑更复杂的约束。 图7对应前3种情况的最优动态前瞻时间窗口变化 5结论 是动态的，即每一个时段的前瞻时间窗口是不同 的。显然在大多数时段，其最优前瞻时间窗口是大 动态经济调度虽然较传统经济调度复杂，但更 于前3种情况，其原因是前瞻时间窗口的准确与 符合电力系统实际，尤其在电力工业解除管制后更 否与负荷曲线变化有密切的关系，这是动态经济 是如此，因此解决好这一问题是很重要的。本文基于 调度研究的难点。如果不考虑负荷曲线的变化，按 前瞻技术，经过分析论证，阐明动态经济调度存在一 t时段机组输出功率状态上升和下降的最大时间 个能使该问题解耦的最小前瞻时间窗口范围，并提 作为前瞻时间窗口，尽管在绝大多数情况下能保 出实用的在线动态经济调度模型。最优前瞻时间窗 证【时段动态经济调度最优，但不是必要和充分条 口可由试探法搜索确定，同时给出最优前瞻时间窗 31 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net韩学山等：一种实用的电力系统在线动态经济调度模型 电 力 系 统 是动态的，即每一个时段的前瞻时间窗口是不同 的。显然在大多数时段，其最优前瞻时间窗口是大 于前 ! 种情况，其原因是前瞻时间窗口的准确与 否与负荷曲线变化有密切的关系，这是动态经济 调度研究的难点。如果不考虑负荷曲线的变化，按 ! 时段机组输出功率状态上升和下降的最大时间 作为前瞻时间窗口，尽管在绝大多数情况下能保 证 ! 时段动态经济调度最优，但不是必要和充分条 件，如文献［"］中 #$ 机系统的例子，按此情况进行 分析是无解的。 ! 在线动态经济调度模型 根据以上的分析，由试探法研究前瞻时间窗口 的变化范围，机组输出功率上升 % 下降的速率越大， 前瞻时间窗口变化范围就越小，反之则越大。按机组 状态上升 % 下降最大时间作为前瞻时间窗口在绝大 多数条件下能保证动态经济调度的最优解，然而保 证机组动态经济调度最优解的必要条件是取机组全 程上升 % 下降的最大时间为前瞻时间窗口，但它不是 充分条件，即这一条件是保守的。 某一时段动态经济调度是全程最优必然存在一 个最优前瞻时间窗口，确定这一前瞻时间窗口与负 荷曲线变化及机组的经济性能有密切关系，按动态 经济调度的物理意义来理解，这一前瞻时间窗口是 机组为迎接未来负荷变化所应做的最佳准备，准备 过早失去经济性；过晚导致未来动态经济调度无解。 在此准备过程中，当未来负荷是上升 % 下降趋势时， 经济性能好的机组要下调 % 上调，经济性能不好的机 组要上调 % 下调。准确地从理论上确定最优不变的前 瞻时间窗口或动态的最优前瞻时间窗口还有待于进 一步的研究。 然而，由于电力系统有着很强的运行规律，基于 试探法搜索最优前瞻时间窗口或者根据必要条件确 定前瞻时间窗口至少是可行的，由此本文提出在线 动态经济调度的思想，其优越性在于它能采用同传 统的经济调度一样的形式，达到动态经济调度与自 动发电控制的协调。 对于任意时段 !（当前调度时段），在 !&# 时段机 组输出功率已知的条件下，在线动态经济调度模型 由式（#$）’（#(）构成。由此模型，当前瞻时间窗口为 #（如果有可行解）时，其计算代价与传统经济调度完 全相同，随前瞻时间窗口的增大，计算代价也随着增 大。如果不是苛刻地追求其最优解，可根据运行实际 摸索出一个固定的前瞻时间窗口，以减少计算代价， 当然此模型容易扩展以考虑更复杂的约束。 " 结论 动态经济调度虽然较传统经济调度复杂，但更 符合电力系统实际，尤其在电力工业解除管制后更 是如此，因此解决好这一问题是很重要的。本文基于 前瞻技术，经过分析论证，阐明动态经济调度存在一 个能使该问题解耦的最小前瞻时间窗口范围，并提 出实用的在线动态经济调度模型。最优前瞻时间窗 口可由试探法搜索确定，同时给出最优前瞻时间窗 时间 % ) $ * ( + , #$ #* #( #+ #, *$ ** *( #! ## - " . ! # $ 前 瞻 时 间 窗 口 % ) 情况 # 情况 * 情况 ! "#$* "#$! "#$( 时间 % ) 功 率 % / 0 (.$ ($$ !.$ !$$ *.$ $ * ( + , #$ #* #( #+ #, *$ ** *( #+-1** #+-1*$ #+-1#, #+-1#+ #+-1#( #+-1#* #+-1#$ #+-1$, #+-1$+ 费 用 千% 美 元 前瞻时间窗口 % ) $ * ( + , #$ #* #( #+ #, *$ ** *( 图 # 前瞻时间窗口变化引起目标函数值变化 图 " 前瞻时间窗口变化引起机组 $ 输出功率变化 图 % 对应前 & 种情况的最优动态前瞻时间窗口变化 &$