摘要：随着多种电源进入电网，传统的水电并重的电网结构和运行技术等面临着巨大的挑战。如何综合规划和调度多种电源以获得较好的经济效益和社会效益将是我国智能电网的发展方向。在电力市场化的环境下，电力规划和调度直接关系到整个电力行业的发展和市场运行，运用电力市场交易机制对资源优化配置的作用于将来的智能电网规划与调度运行状况。本文就多种电源的电力投资发展规模、资源配置优化，经济调度运行等课题进行综合研究。
关键词：智能电网；电源规划；资源配置优化；电力调度；
1 引言
随着常规化石类能源日益枯竭，环境问题的日趋严重，开发多种绿色能源已广泛受到世界各国（特别是发达国家）的高度重视。当前，风力、太阳能发电等多种电源的装机容量每年都在大幅增加。在电力市场改革的背景下，做好电力规划的目标有三个：1）要确保电力工业能满足国民经济发展的需要，并保持适度超前的状况，经济、合理的进行能源利用并注重投资的经济和社会效益；2）着眼于国家产业和能源政策的指导，在国民经济综合平衡的基础下，进行全局性、长期性电力规划；3）积极建设电网交易平台，开展电力市场改革，加强市场机制对资源配置的优化作用。
电源规划是电力规划设计的核心和重点。它关系到电力工业的主要投资决策的制定，还直接影响国家相关部门的巨额的资金投入。电源规划的设计目标是在满足具有一定可靠性裕量的条件下依据某一时期的预期负荷需求量，建立经济效益和社会效益最佳的电源开发方案。目前，我国多数电源规划采用的是WASP(按发电机组类型优化的电源规划)。这一模型能满足给定的约束条件（电力平衡和可靠性约束）下，以最小费用法为经济评估基础的最优电源开发方案。随着新能源技术的发展，风能、太阳能、分布式发电多种电源形式均进入电源规划的设计方案。结合多种电源的电源规划将是多变量、多目标、多约束条件、非线性动态变化的规划方案。此外在电源规划的方案设计中还应考虑一些非经济因素，例如：环保问题、调峰问题、不确定因素、电源电网联合规划、分布式发电方式、评价机制等相关技术和社会效益问题。
为了提高电网对以风力发电、光伏发电等为代表的间歇式能源接入及消纳能力，需要在主网和配网两侧建立协同调度机制，针对间歇式能源的随机性和波动性，建立实时滚动调度运行方法，在此基础上充分利用发电侧和负荷侧的充裕性可调节资源，实现绿色清洁能源的最大消纳及电网的安全稳定运行。本文提出的多时间尺度下的主配网协调优化调度方法，一方面通过不同时间尺度下的多级协调，逐级细化，逐渐降低间歇式能源发电不确定性对电网运行的影响；另一方面通过发电侧和负荷侧的协同调度，实现源、荷资源的优化匹配。
2 多种电源协同调度分析
一般而言，预测精度与时间尺度成反比关系，时间跨度越长，预测精度越差，因此本文提出建立多时间尺度的调度模式，将调度策略分解为日级、小时级和 10分钟级，依次对应三个阶段，分别为：日前计划、滚动修编和实时调度。且每一阶段都需要在主网侧和配网侧进行协同，充分考虑配网调度运行对于主网的影响，发挥“源-荷”两侧资源互补优势。
第一阶段：日前计划。日前计划主要是以日前负荷预测和日前间歇式能源出力预测为基础，以系统安全为约束条件，以经济运行为目标，制定主网的日前发电调度计划和配网的日前负荷需求管理计划。在日前计划阶段，主网调度与配网调度的协同在于：主网根据配网侧的日前负荷需求管理计划对日前负荷预测结果进行修正。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样主网的日前发电调度计划是在协同了配网的日前负荷需求管理计划后作出，从而确保了主网日前发电调度计划与配网日前负荷需求管理计划协同一致，充分发挥配网日前负荷需求管理对于主网日前发电调度的辅助作用，在对电源端进行优化调度之前先进行负荷侧的优化调节。值得注意的是，配网侧的日前负荷需求管理主要是通过基于日前实时电价的需求响应来实现。
第二阶段：滚动修编。由于风力发电等间歇式能源出力受气候影响随机性较大，其实际出力往往与日前预测值存在较大偏差，因此需要通过利用当日的最新信息对间歇式能源发和负荷进行短期滚动预测，其预测周期一般为1小时，即每隔 1小时对剩余时段的间歇性能源发电和负荷进行滚动预测，利用滚动预测值，对于未来时段的主网发电调度计划和配网负荷需求管理计划进行修正，逐步降低日前计划与实际运行的偏差。在滚动修编阶段，主网调度与配网调度的协同在于：主网侧的短期负荷滚动预测考虑了配网侧的短期负荷需求侧管理效应。同样地，这样做的好处可以实现主配网的协同优化调度。但在滚动修编阶段，配网侧的短期负荷需求管理主要是通过基于激励的直接负荷控制来实现。这是因为直接负荷控制的响应周期较短，可以满足短期控制的需求。
第三阶段：实时调度。实时调度是调节周期最短的调度计划，通过超短期负荷预测结合对未来 10分钟的调度计划进行调整，用以消除超短时（10分钟内）的不确定因素带来的影响。在实时调度阶段，不再考虑配网侧的负荷需求管理，但要考虑其接入的分布式光伏的出力变化，对主网侧的超短期负荷预测进行修正。在实时调度阶段，由于调度周期较短，应该主要考虑对调节性能良好，执行计划快速的机组作为实时调度机组，并且在对调度机组进行实时调度的过程中要以系统安全性为主要目标并兼顾秒级 AGC控制机组的调节裕度。
三个时间尺度上的滚动修正，逐级细化极大降低间歇式能源出力不确定性带来的不良影响，主配网的协同调度使得主、配网资源得以互补利用，充分发挥主配网侧各充裕性资源的灵活调节作用，且各阶段关注的目标不同，既满足了安全性的要求，又兼顾了经济性的考量。
4 结论
为了促进电力工业的可持续发展，本文提出的绿色的含间歇式能源的主配网协同优化调度方法对于以风力、光伏为代表的绿色可再生能源的高效利用以及电网的安全经济运行发挥出积极作用。通过多时间尺度的滚动预测，可有效消除间歇式能源出力不确定性带来的不良影响，利用逐级优化可确保在满足负荷需求的前提下，有效减少火电发电总量，起到节能减排的积极作用；发挥主配两端实现调度协同，充分发挥配网负荷需求侧控制对于主网调度的互补性作用，提升主网机组实时调节裕度，缓解主网调度压力并增大电网对于间歇式能源发电的消纳能力。
参考文献
[1]胡明，彭喜明．电力系统环境保护经济评价和规划研究[J]．中国电力，200l，34(10)：58—61．
[2]刘振亚．《中国电力与能源》[J]．能源评论，2012：60-61．
[3]周孝信．新能源变革中电网和电网技术的发展前景[J]．华电技术，2011，33(12)：1-4．
[4]王锡凡．电力系统规划基础[M]．北京：水利电力出版社， 1993．
[5]赵希正, 市场经济下电力规划理论与实践探索[M]．北京: 中国电力出版社, 2001。
作者简介
严加义，男，籍贯：贵州遵义；工程师；1972年9月；研究方向：电力系统运行。
论文作者:严加义
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
标签：负荷论文; 电网论文; 日前论文; 电源论文; 能源论文; 计划论文; 需求论文; 《电力设备》2017年第3期论文;