摘要：因输配电引起的网损是衡量电力系统运行质量的一个重要的经济指标。发电与用电在位置上的差异性越大，网损也就越大，同时，网损也与机组的运行方式有紧密的关系。随着电网规模的快速发展，加之节能减排、环境保护等政策驱使，在调度中如何减少网损是电网实现节能的重要指标之一，这是电力系统经济调度的基础问题。早在20世纪30年代，经济调度问题就得到研究和应用，提出了以等耗量微增率准则为核心的系列有效方法。2000年，对不计及网损随机组功率变动的经济调度给出解析论证，提出满足一定条件且符合实际的解析方法。在计及电网网损随机组功率变动时，网损随机组功率变动的经济调度一直是一个复杂的优化难题，对此，学者们进行了诸多探索，如B系数法、阻抗矩阵法、基于雅克比矩阵转置方法，这些方法要么是统计意义下网损表达的近似，要么需要一定的模型简化和近似。若要精准的表达网损与经济调度间的关系，就必须用最优潮流的概念，这使得经济调度问题趋于复杂化，无法快速进行求解。
关键词：计及网损；快速经济调度；方法
引言
若网损近似为常数，对机组费用曲线满足凸特性的经济调度可解析求解，而网损实际是随机组功率变动而变动的，使这一解析求解的方法不能直接使用。对此，借助网损与机组功率间存在的线性凸特性的规律，依据潮流方程，提出网损随机组功率变动的快速经济调度算法，该算法将网损变动的经济调度问题转化成网损不变经济调度可解析的序列组合，使其在单调有限次代数计算后获得经济调度最优解。1从潮流概念出发，对网损与节点注入量间关系展开深刻的理论分析，给出网损可以表达为潮流注入量(节点注入功率，PV节点电压)的支撑线性超平面，且当满足一定条件时，对已确定的超平面随潮流注入量的变化满足凸特性，从而使网损可以表达为控制量的线性函数，为网损随机组功率变动经济调度的简单求解提供了重要基础。在此基础上，本文提出一种网损随机组功率变动的经济调度序列解析的快速求解方法，给出序列的单调解析流程，依据解析的经济调度方法和潮流解的副产品可快速寻求网损变动的经济调度的最优解。这对当今量测全景化、广域化的能源互联网概念的提出和应用而言，有着更为积极的意义。
2网损的变动规律
本文在纯有功模式下，研究网损随机组功率变动规律，即认为电网有足够的调控能力使各节点电压幅值保持恒定，从而使潮流方程近似为全PV节点潮流，该潮流方程(直角坐标)可抽象表示式中：x为状态变量列向量(直角坐标形式下节点电压实部和虚部)；p为控制变量(机组输出功率)，其他参量隐含其中。由文中可知，在一定状态下(如p0、x0)，假设网损对控制变量的灵敏度为，围绕给定状态，当p发生任意扰动时，网损随机组功率变动。式中d为与控制变量无关项，在本文研究过程中为常数。特别地，当p等于p0时，其他则为严格不等式。作为潮流解的副产品构成网损与机组功率间关系的纽带，为简捷有效对网损随机组功率变动的经济调度问题求解提供了重要的基础。
2.2网损随机组功率变动的经济调度
在计及网损随机组功率变动时，原问题的机组发电与负荷平衡约束，分点集元素修正为各发电机组允许输出功率最小、最大值对应的边际成本与网损惩罚项1/(1i)的乘积。模型修正后，原问题依然满足凸优化条件，损耗为常数的经济调度方法仍然适用，各发电机组输出功率，从而完成一次损耗变动后经济调度问题的解析求解。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分析可知，网损随机组功率变动的经济调度模型中，i来源于电网络潮流方程，反映了网损产生的物理规律，同时又是协调方程引导下寻求经济最优机组功率分配关键而核心的参数，当协调方程引导下的机组功率偏离i对应潮流状态时，将导致公式预估的网损低于实际值，使决策的机组功率在实际中无法直接执行，为此，需依据潮流方程，对其中的平衡机组增加功率输出以满足有功平衡。按上述处理后，所示的不等式约束将变为严格不等，机组功率分配的最优性条件(协调方程)亦难以满足。反之，当βi对应潮流状态与决策的机组功率是一致时，即，该机组功率既满足协调方程引导下经济最优，又满足负荷潮流方程引导下的网损的物理规律，这一情景下，不等式约束将转化为等式，所得的机组功率亦满足最优性条件。由此，利用上述关系用于网损随机组功率变动的经济调度问题求解，核心在于寻求与潮流状态相匹配的最优调度解，就具体流程而言，一是在凸特性条件满足范围内，寻求机组向最优调度解逼近的机组功率变动方向，二是在每一次变动过程中经济调度可显式、解析的求解，但寻求这一解序列的单调性是十分重要的。在这一序列中，每一次优化解对应的发电费用的变化趋势反映了解序列的特性，可将其作为判断机组输出功率是否修正的依据，这就保证了求解序列的单调性。
3计算流程
网损随机组功率变动的经济调度的计算流程可按如下步骤执行：1）网损不变的经济调度或寻求电网大数据系统中与当前状态相近的进行网损随机组功率变动的经济调度，得出机组输出功率值。2）用机组输出功率值进行潮流计算，修正平衡机组输出功率，在此基础上计算及发电费用。3）更新式(18)，进行网损随机组功率变动的经济调度，得出机组输出功率。4）进行潮流计算，修正平衡机组输出功率，并计算β及发电费用。5）校验发电费用是否单调递减，如单调递减，转入步骤6）；否则，按式(24)修正机组输出功率，返回步骤4）。6）校验是否满足公式所示收敛准则，如满足，则计算结束，输出结果，否则返回步骤3）。结语网损随机组功率变动的经济调度是一个复杂的优化问题，本文将传统和现代技术相结合，给出序列代数的快速求解方法，得到如下结论：1）只要机组成本特性满足凸条件，计及网损变动的经济调度依然存在唯一最优解。2）在一定条件下，网损随机组功率变动构成线性且满足凸特性的支撑超平面，研究这一支撑超平面的有效性对推进经济调度复杂性简化有重要意义。3）当机组费用特性差异显著时，网损随机组功率变动的经济调度，会使机组输出功率发生显著性变化，充分显现市场机制下，研究这一问题的重要性。4）按上述思路，电压随机组功率变动、电网制约随机组功率变动，可能也存在相应的规律，这对经济调度、优化潮流、机组组合等问题的简化处理有良好的前景。
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论文作者:彭良平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：功率论文; 机组论文; 变动论文; 经济论文; 潮流论文; 方程论文; 方法论文; 《电力设备》2018年第12期论文;