数学建模论文-电网安全运行的调度计划.doc

电网安全运行的调度计划 摘要：本文讨论了电网安全运行的调度方法，问题1中，运用SPSS软件和多元线性规划的知识，根据表1和表2的数据，确定6条线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式；问题2中，通过考虑相关电力市场规则，并在输电阻塞发生时，公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分（序外容量和序内容量的电价均按照报价与结算价之差的绝对值结算），给出了我们设计的关于计算阻塞费用的函数表达式；问题3中，假设下一时段预报负荷需求为982.4MW，通过综合考虑各机组的段容量、段价和爬坡速率等数据，按照电力市场规则给出下一个时段各机组的出力分配预案；问题4中，我们检查了该出力分配方案是否引起输电阻塞，并在发生输电阻塞时，根据安全且经济的原则，调整各机组出力分配方案，并给出与该方案相应的阻塞费用；问题5中，假设下一个时段预报的负荷需求是1052.8MW，我们重复问题3和问题4的工作。 下面是计算得出的结果： 假设下一时段预报负荷需求为982.4MW ： 机组 1 2 3 4 5 6 7 8 出力分配预案（MW））/MWh） 3183.1 假设下一时段预报负荷需求为1052.8MW ： 机组 1 2 3 4 5 6 7 8 出力分配预案（MW））/MWh） 1962.3 关键词：电网系统；线性规划；SPSS；灵敏度分析； 问题的提出 我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行。电网公司在组织交易、调度和配送时，必须遵循电网“安全第一”的原则，同时要制订一个电力市场交易规则，按照购电费用最小的经济目标来运作。电网每条线路上的有功潮流的绝对值有一安全限值，限值还具有一定的相对安全裕度。如果各机组出力分配方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出限值，称为输电阻塞。当发生输电阻塞时，需要研究如何制订既安全又经济的调度计划。 已知某电网的基本情况与要求 现有设备 有8台发电机组，有6条主要线路，每条线路上的有功潮流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力。电网每条线路上的有功潮流的绝对值有一安全限值，限值还具有一定的相对安全裕度（即在应急情况下潮流绝对值可以超过限值的百分比的上限）。 输电阻塞 如果各机组出力分配方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出限值，称为输电阻塞。在不能消除输电阻塞情况下，可以在安全裕度范围内输电，否则必须拉闸限电。 相关信息 表1 各机组出力方案 （单位：兆瓦，记作MW） 表2 各线路的潮流值（各方案与表1相对应，单位：MW） 表3 各机组的段容量 （单位：MW） 表4 各机组的段价（单位：元/兆瓦小时，记作元/MWh） 表5 各机组的爬坡速率 （单位：MW/分钟） 表6 各线路的潮流限值（单位：MW）和相对安全裕度 电力市场交易规则与输电阻塞管理原则 电力市场交易规则： （1）以15分钟为一个时段组织交易，每台机组在当前时段开始时刻前给出下一个时段的报价。各机组将可用出力由低到高分成至多10段报价，每个段的长度称为段容量，每个段容量报一个价（称为段价），段价按段序数单调不减。在最低技术出力以下的报价一般为负值，表示愿意付费维持发电以避免停机带来更大的损失； （2）在当前时段内，市场交易-调度中心根据下一个时段的负荷预报,每台机组的报价、当前出力和出力改变速率，按段价从低到高选取各机组的段容量或其部分（见下面注释），直到它们之和等于预报的负荷，这时每个机组被选入的段容量或其部分之和形成该时段该机组的出力分配预案（初始交易结果）。最后一个被选入的段价（最高段价）称为该时段的清算价，该时段全部机组的所有出力均按清算价结算。 注释： 每个时段的负荷预报和机组出力分配计划的参照时刻均为该时段结束时刻； 机组当前出力是对机组在当前时段结束时刻实际出力的预测值； 假设每台机组单位时间内能增加或减少的出力相同，该出力值称为该机组的爬坡速率。由于机组爬坡速率的约束，可能导致选取它的某个段容量的部分； 为了使得各机组计划出力之和等于预报的负荷需求，清算价对应的段容量可能只选取部分。 输电阻塞管理原则： （1）调整各机组出力分配方案使得输电阻塞消除； （2）如果（1）做不到，还可以使用线路的安全裕度输电，以避免拉闸限电（强制减少负荷需求），但要使每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小； （3）如果无论怎样分配机组出力都无法使每条线路上的潮流绝对值超过限值的百分比小于相对安全裕度，则必须在用电侧拉闸限电； （4）当改变根据电力市场交易规则得到的各机组出力分配预案时，一些通过竞价取得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力；而一些在竞价中未取得发电权的发电容量（称序外