日内调度优化方法技术领域
本发明属于电力系统调度自动化技术领域，特别是涉及一种日内
机组组合、经济调度的优化方法。
背景技术
随着智能电网建设的推进，对电网资源优化配置的要求不断增
强，这对调度运行和调度计划提出了更高的要求。传统的调度计划多
止于日前计划，进入日内后调度员就开始实时调度。预先制定的计划
与实时调度之间没有任何衔接过程。因此需要一种调度手段来协调日
前调度向实时调度过渡。
电力系统运行过程中预期结果与实际情况之间永远存在差别，如
负荷变化、机组启停时间、输配电设备停复役时间等，客观上造成部
分发电机组无法完全执行事先制定的发电计划，在新的条件下日前计
划的经济性、安全性已面目全非。进入日内后，如何跟踪这些变化，
及时修正日前计划，是日内调度的首要任务。
通过跟踪日内变化，求解优化模型，调度人员可以获得日内调度
结果。实时调度过程中，当系统发生微小变化时，不借助优化工具调
度人员很难判断为满足系统运行要求，哪一种调度行为最经济。当系
统发生重大变化时，为了保证系统安全，调度员通常按照最恶劣的情
况进行处理。这种牺牲了额外的经济性以换取安全性的处理方式有待
改进。
发明内容
为了解决现有技术中电力系统调度运行过程中调度人员依据系
统频率或ACE波动情况调整机组有功数值，对经济调度考虑的较少，
同时预先制定的计划与实时调度之间没有任何衔接过程的问题，本发
明提供了一种通过有效的结合日前计划与日内计划滚动调整制定日
内机组实时功率的日内调度优化方法。
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种日内调度优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、日内调度时采用不同优化周期范围：日内滚动优化机组出
力计划，优化时采用长周期优化与短周期优化相结合的方式；
(2)、自动提取优化所需基础数据：确定需要进行长周期优化、
短周期优化时间范围，针对不同的时间范围获取对应周期内负荷预
测、检修计划、联络线计划、以确定日内调度的优化空间；
(3)、自适应电网模型提取技术：短周期优化时仅考虑机组安全
约束经济调度，长周期优化时采用安全约束机组组合和机组安全约束
经济调度相结合，根据长周期优化、短周期优化的优化目标不同、侧
重点不同，采用不同的网络模型；
(4)、采用当前发电计划序列，协调日前发电计划、确定长周期
优化、短周期优化结果，确保机组执行的计划值达到全局最优；
(5)、采用市场用户界面、优化核心程序、自动发电控制三者信
息交互的方式实现机组的闭环控制，实现了电厂发起信息，调度员审
核通过后自动送入日内调度，日内调度优化后直接下发给电厂执行的
自动闭环控制。
前述的一种日内调度优化方法，其特征在于：
长周期优化模型为：
min Σ i , t C i , t y i , t P i , t B + C i , t u U i + W i , t V i , t B - - - 1 ]]>
Σ i P i , t B + V P , t ≥ P t B - - - 2 ]]>
Σ i S i , l P i , t B - V l , t ≤ P l _ max - - - 3 ]]>
Σ t P i , t B / 4 + V w ≥ W i - - - 4 ]]>
- y i , t r i , t ≤ y i , t ( P i , t B - P i , t - 1 B ) ≤ y i , t r i , t - - - 5 ]]>
y i , t P i , min ≤ y i , t P i , t B ≤ y i , t P i , max - - - 6 ]]>
Σ i ( ( abs ( P i , t B - P i , t d ) - V i , inertia ) = 0 - - - 7 ]]>
Vi，t≥0 8
其中为机组i长周期优化有功，Ci，t为机组i单位有功对应
的系数，不同含义的系数可以实现不同的调度模式，Ui为机组启动
变量，该变量为0、1变量，为机组启动的费用或成本，yi为机组
开停机状态，Vi，t为Vp，t、Vl，t、Vw、Vi，inertia的集合，Wi，t为权
重系数，下面结合约束条件分别介绍，式2表示t时段电力平衡，负
荷预测采用短期负荷预测，式3表示各元件不过载，Si，l为机组
i对元件l的灵敏度系数，Pl_max为线路l限值，式4表示机组i在
长周期时段内电量之和不低于分解到对应时段的合同电量Wi，式7
表示长周期优化结果尽量靠近日前计划结果，Vp，t、Vl，t、Vw、
Vi，inertia分别代表功率平衡约束、元件过载约束、合同电量约束、
惯性约束的violation项，当这些变量大于0时表明对应的约束条件
被突破，式5、6表示长周期优化中机组有功满足其爬坡约束ri，t、
最大最小技术出力分别为Pi_max、Pi_min。
前述的一种日内调度优化方法，其特征在于：
短周期优化模型为：
min Σ i , t C i , t y i , t P i , t S + W i , t V i , t S - - - 9 ]]>
Σ i P i , t S + V P , t ≥ P t S - - - 10 ]]>
Σ i S i , l P i , t S - V l , t ≤ P l _ max - - - 11 ]]>
Σ t P i , t S / 4 + V w ≥ W i - - - 12 ]]>
- y i , t r i , t ≤ y i , t ( P i , t S - P i , t - 1 S ) ≤ y i , t r i , t - - - 13 ]]>
y i , t P i , min ≤ y i , t P i , t S ≤ y i , t P i , max - - - 14 ]]>
Σ i ( ( abs ( P i , t S - P i , t B ) - V i , inertia ) = 0 - - - 15 ]]>
Vi，t≥0 16
其中S用以标记短周期，为机组i短周期优化有功，短周期
优化不做安全约束机组组合，因此目标函数中没有启停费用项，Ci，t
为机组i单位有功对应的系数，不同含义的系数可以实现不同的调度
模式，yi为机组开停机状态，Vi，t为Vp，t、Vl，t、Vw、Vi，inertia的
集合，Wi，t为权重系数，下面结合约束条件分别介绍，式10表示t
时段电力平衡，负荷预测采用短期负荷预测，式11表示各元件不
过载，Si，l为机组i对元件l的灵敏度系数，Pl_max为线路l限值，
式12表示机组i在短周期时段内电量之和不低于分解到对应时段的
合同电量Wi，式15表示短周期优化结果尽量靠近长周期结果，Vp，t、
Vl，t、Vw、Vi，inertia分别代表功率平衡约束、元件过载约束、合
同电量约束、惯性约束的violation项，当这些变量大于0时表明对
应的约束条件被突破，式13、14表示短周期优化中机组有功满足其
爬坡约束ri，t、最大最小技术出力分别为Pi_max、Pi_min。
本发明的有益效果是：
本发明基于电网的物理模型参数，经济模型参数，网络拓扑数据，
负荷预测数据，电量合同数据等，根据确定的原则优化机组组合状态，
得到适用于日内实时调度运行的计算结果。利用长、短周期边界条件
易确定的优点又吸收日前计划优化时间长的优势，将日前发电计划、
长周期优化结果、短周期优化结果以覆盖的形式存入当前发电计划。
然后通过约束条件将各循环的优势传递下去。
本发明日内调度优化方法，首先日内调度跟踪日内任何微小变
化，滚动更新发电计划结果，确保发电计划的经济性，减少人为因素
的负面干扰。其次日内调度能够捕捉重大电网故障、拓扑结构变化，
在保证电网安全的前提下快速给出修正后的发电计划结果，减轻了调
度人员的工作量，避免了调度人员在完成事故处理后再重新考虑发电
计划的问题。最后日内调度汇集了调度中心各专业知识如稳定极限、
动态限值管理、设备元件物理参数、设备元件经济参数等信息，日内
调度优化得到的发电计划汇集了调度中心所有智慧，将调度人员的个
人决策转变为调度中心的整体决策，实现电网精益化调度。
附图说明
图1是本发明日内调度系统流程图。
图2是本发明当前发电计划数据逻辑图。
图3是本法明短周期执行流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1-2所示，一种日内调度优化方法，其特征在于：包括以下
步骤：
1、日内调度时采用不同优化周期范围。日内滚动优化机组出力
计划，优化时采用长周期优化与短周期优化相结合的方式。短周期优
化时仅考虑机组安全约束经济调度，长周期优化时采用安全约束机组
组合和机组安全约束经济调度相结合。
2、自动提取优化所需基础数据。确定需要进行长周期优化、短
周期优化时间范围，针对不同的时间范围获取对应周期内负荷预测、
检修计划、联络线计划、以确定日内调度的优化空间。
3、自适应电网模型提取技术。长周期优化、短周期优化的优化
目标不同、侧重点不同，因此采用不同的网络模型。
4、采用当前发电计划序列，协调日前发电计划、长周期优化、
短周期优化结果，确保机组执行的计划值达到全局最优。
长周期优化模型：
min Σ i , t C i , t y i , t P i , t B + C i , t u U i + W i , t V i , t B - - - 1 ]]>
Σ i P i , t B + V P , t ≥ P t B - - - 2 ]]>
Σ i S i , l P i , t B - V l , t ≤ P l _ max - - - 3 ]]>
Σ t P i , t B / 4 + V w ≥ W i - - - 4 ]]>
- y i , t r i , t ≤ y i , t ( P i , t B - P i , t - 1 B ) ≤ y i , t r i , t - - - 5 ]]>
y i , t P i , min ≤ y i , t P i , t B ≤ y i , t P i , max - - - 6 ]]>
Σ i ( ( abs ( P i , t B - P i , t d ) - V i , inertia ) = 0 - - - 7 ]]>
Vi，t≥0 8
其中为机组i长周期优化有功，Ci，t为机组i单位有功对应
的系数，不同含义的系数可以实现不同的调度模式。Ui为机组启动
变量，该变量为0、1变量，为机组启动的费用或成本，yi为机组
开停机状态。Vi，t为Vp，t、Vl，t、Vw、Vi，inertia的集合。Wi，t为权
重系数。下面结合约束条件分别介绍。式2表示t时段电力平衡，负
荷预测采用短期负荷预测。式3表示各元件不过载，Si，l为机组
i对元件l的灵敏度系数，Pl_max为线路l限值。式4表示机组i在
长周期时段内电量之和不低于分解到对应时段的合同电量Wi。式7
表示长周期优化结果尽量靠近日前计划结果。Vp，t、Vl，t、Vw、
Vi，inertia分别代表功率平衡约束、元件过载约束、合同电量约束、
惯性约束的violation项，当这些变量大于0时表明对应的约束条件
被突破。式5、6表示长周期优化中机组有功满足其爬坡约束ri，t、
最大最小技术出力分别为Pi_max、Pi_min。
短周期优化模型：
min Σ i , t C i , t y i , t P i , t S + W i , t V i , t S - - - 9 ]]>
Σ i P i , t S + V P , t ≥ P t S - - - 10 ]]>
Σ i S i , l P i , t S - V l , t ≤ P l _ max - - - 11 ]]>
Σ t P i , t S / 4 + V w ≥ W i - - - 12 ]]>
- y i , t r i , t ≤ y i , t ( P i , t S - P i , t - 1 S ) ≤ y i , t r i , t - - - 13 ]]>
y i , t P i , min ≤ y i , t P i , t S ≤ y i , t P i , max - - - 14 ]]>
Σ i ( ( abs ( P i , t S - P i , t B ) - V i , inertia ) = 0 - - - 15 ]]>
Vi，t≥0 16
其中S用以标记短周期，为机组i短周期优化有功，短周期
优化不做安全约束机组组合，因此目标函数中没有启停费用项，Ci，t
为机组i单位有功对应的系数，不同含义的系数可以实现不同的调度
模式，yi为机组开停机状态，Vi，t为Vp，t、Vl，t、Vw、Vi，inertia的
集合，Wi，t为权重系数，下面结合约束条件分别介绍，式10表示t
时段电力平衡，负荷预测采用短期负荷预测，式11表示各元件不
过载，Si，l为机组i对元件l的灵敏度系数，Pl_max为线路l限值，
式12表示机组i在短周期时段内电量之和不低于分解到对应时段的
合同电量Wi，式15表示短周期优化结果尽量靠近长周期结果，Vp，t、
Vl，t、Vw、Vi，inertia分别代表功率平衡约束、元件过载约束、合
同电量约束、惯性约束的violation项，当这些变量大于0时表明对
应的约束条件被突破，式13、14表示短周期优化中机组有功满足其
爬坡约束ri，t、最大最小技术出力分别为Pi_max、Pi_min。
5、采用市场用户界面、优化核心程序、自动发电控制三者信息
交互的方式实现机组的闭环控制。实现了电厂发起信息，调度员审核
通过后自动送入日内调度，日内调度优化后直接下发给电厂执行的自
动闭环控制。
如图3所示，本方法具体实施步骤：
(1)、9:40:00超短期负荷预测启动。
(2)、9:42:00短周期优化启动。
(3)、9:44:00短周期优化结束，将10:00:00机组计划下发给
AGC。
(4)、9:45:00AGC开始执行10:00:00计划值。
本发明方法实际应用效果：
本技术方案在某省电网调度计划系统中得到应用。
对计算结果进行分析，实现日内全网安全约束经济调度、安全约
束机组组合。
本方法在实际电网数据下开展的日内调度的研究和尝试。该方法
经过优化计算与安全校核的交替迭代，最终获得更加合理的结果。系
统运行后，调度人员可不再关注机组功率分配，而将主要精力放在电
力系统宏观把握上。首先关注日内的可调容量是否满足系统负荷预测
的要求。其次在运行过程中根据ACE(区域控制偏差)变化着重监视
机组跟踪计划的情况。通过了解机组可用情况及其恢复情况，调度人
员将传统的工作从思考如何调频转向分析、掌控如何将频率调整好。
本系统具有广泛的推广前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业
的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围
的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要
求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及
其等效物界定。