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1、节能发电调度模式下的中长期安全校核王海超，胡世骏，宋祥春 (安徽省电力调度通信中心，安徽省合肥市，230022) 摘要：结合节能发电调度模式下的中长期安全校核，对安徽电网的月电量计划安全校核问题进行深入研究。首先阐述了替代发电的主要流程，指出月度安全校核的功能、特点及其重要意义。然后提出安全分区及分区安全校核算法，并介绍其详细流程。最后以安徽电网实际数据为例，对本文提出的算法及原理进行验证。实际运行结果表明了本文提出算法的正确性和合理性。关键词：安全校核；阻塞管理；电力市场；月电量计划1 引言近年来，环境保护、气候变化已成为世界各国普遍关注的首要问题，节能、提高能源效率和发展可再生能源也已成为
2、各国的基本能源政策。我国 “十一五”规划纲要明确提出，到2010年单位国内生产总值能源消耗和主要污染物排放总量将分别在2005年基础上降低20%和10%。电力工业是节能降耗和污染减排的重点领域，具有较大的节能减排潜力。有鉴于此，国家发改委于2007年初制定了节能发电调度办法（试行）1，并已上报国务院审批。2007年6月，结合安徽省经委颁发的关于开展节能调度实施替代发电工作的指导意见2，安徽省电力公司制定了安徽电网开展节能调度实施替代发电工作实施细则，拟通过市场化的手段达到节能降耗减排的目的。中长期安全校核实施节能发电调度的重要保障环节，安徽省调需统筹考虑电厂发电能力、调峰能力、电网安全运行、网
3、络网损等因素，决定替代发电交易是否生效，并负责将生效的替代发电交易安排实施。中长期安全校核是指针对电量计划的安全约束调整，其主要功能是检验并调整月电量计划，使之满足区域间安全约束条件，这里的月电量包括分解到月的年度合同、外送电合同以及替代发电竞价电量。针对月电量时间跨度大、不确定性强的特点，本文采用联络线族的平均稳定限额作为区域间的安全约束条件。中长期安全校核的实施运转对于保证电网安全运行、提高电量计划的可执行性具有重要意义3-4。2 交易主要流程为更好的描述中长期安全校核相关功能，有必要对替代发电交易流程及电量竞价规则进行简单介绍。替代发电是指以市场化的手段，促成大容量、高效率机组代替小容量
4、、高能耗机组发电，达到节能降耗减排的交易手段，其主要交易流程如下：(1) 电力交易中心每月16日发布月度替代发电集中交易申报通知，明确交易日。(2) 交易日前二个工作日17:00前，电力交易中心发布交易单元次月的月度预发电计划、交易单元参与月度替代发电集中交易的最大可转让/受让电量。(3) 交易日9:00起，参与月度替代发电集中交易的交易主体通过替代发电交易技术支持系统向安徽电网电力交易中心确认转让方/受让方身份，并提交交易申报单；交易日9:0012:00为自由申报时段；交易日12:00停止申报，技术支持系统根据最终有效交易申报单进行撮合出清。(4) 交易日17:00前，电力交易中心将替代发电
5、月度集中交易初步结果送交安徽电力调度通信中心。(5) 交易日后第三个工作日17:00前，调通中心完成交易初步结果的安全校核，并将校核意见反馈给电力交易中心。(6) 交易日后的第四个工作日17:00前，电力交易中心对交易初步结果进行必要的调整，直至安全校核通过，形成月度替代发电集中交易结果，通过替代发电交易技术支持系统发布，并向有关交易主体发出成交通知单。(7) 月度替代发电集中交易结果由调通中心负责执行。3 安全校核主要流程4-7根据安全稳定规程及现有调度运行体制，在对整个电网进行适当分区并形成多个相对独立安全区的基础上，安全校核软件以联络线族的平均稳定限额作为约束，检验并调整月电量计划，使之
6、满足区域间功率传输的安全稳定需求。图1给出了中长期安全校核的基本模型，该电网由标记为A、B的两个安全区组成，联络线族记为T。联络线族TA区B区图1. 中长期安全校核基本模型根据安全分区后的A区的功率平衡关系，联络线族T的潮流可用以下公式计算： （1）公式中为机组g的月度计划电量，为族联络线t的潮流，为当月负荷电量，为机组总数，为联络线族数目，为负荷节点数目。同理，由B区功率平衡可以得到： （2）综合考虑各个分区发电量上、下空间以及联络线族潮流约束后，电量计划的调整量可用以下公式表示： （3） （4）式中为A区电量计划的调整量，为B区电量调整量；为联络线族的潮流，为联络线族稳定限额上限乘以平均负
7、荷率及裕度系数所得到的潮流上限，为联络线族稳定限额下限乘以平均负荷率及裕度系数所得到的潮流下限，为安全区上调空间，指的是安全区内的发电厂最大可能增加的电量。为安全区下调空间，代表了安全区内的发电厂最大可能下调的电量。这里以A区为例，给出了上调空间和下调空间的计算公式，其中、分别代表机组g的最大和最小电量： （5） （6）综上所述，中长期安全校核主要包括以下流程：(1) 读取交易中心原始数据并进行预处理；(2) 根据电网实际运行情况及安全稳定规程进行安全区划分；(3) 由稳定限额计算联络线族的潮流上限和潮流下限；(4) 由公式（1）、（2）分区进行电量平衡；(5) 计算联络线族的潮流越界情况；(
8、6) 在统筹考虑发电能力、潮流越界情况、网络网损等因素的基础上，给出调整建议并反馈交易中心。4 算例研究(1) 安徽电网安全分区经过多年的建设，安徽电网目前已建成以500千伏线路为主网架，由220千伏线路形成各地区骨干网架，通过五回500千伏线路与华东主网相连。其中，两淮煤炭基地集中了全省56.1发电容量的主力火电厂，其余主力火电厂主要分布在长江沿岸一带。作为华东电网组成部分的安徽电网，在保障本省电力供应的同时，还承担着向经济发达地区送电的重要任务，是华东电网重要的能源输出省份。03年至06年 4 年间，安徽电网向华东电网净送电量 344.39亿千瓦时，占发电总量的14.28，有力支持了华东区
9、域的经济发展。根据安徽电网的地理分布特点和安全稳定规程，安徽电网可以分为9个安全分区，参见图2。图2. 安徽电网安全分区示意图(2) 月度电量交易的调整过程以下以安徽电网区为例，对中长期安全校核算法进行综合验证，最终给出了节能调度模式下中长期安全校核的的调整效果。2007年7月，根据给定的安全区和联络线族定义，遵循分区调整的思想，表一给出了调整前A区的电量平衡计划。 表1. 调整前A区电网电量平衡表（亿千瓦时）安全分区发电量总负荷联络线族1上限联络线2上限联络线族3上限A区18.9210.312.752.472.23通过对发电量、总负荷、联络线族潮流上限进行电量平衡可以得知，A区原始电量交易计
10、划过高，实际执行具有一定困难，表2给出了调整后的A区电量平衡计划。从电网实际运行情况来看，修改后的电量计划具有较强的可操作性，保障了电网的安全可靠运行，受到了运行人员的一致好评。表2. 调整后A区电网电量平衡表（亿千瓦时）安全分区发电量总负荷联络线族1上限联络线2上限联络线族3上限A区17.7610.312.752.472.235 结论中长期安全校核是节能发电调度的关键问题。本文阐述了替代发电交易的功能、特点及其主要流程，在此基础上提出了分区电量安全校核的数学模型及算法。论文最后结合安徽电网的实例表明，本文提出的算法能够为预电量交易计划提出重要判据，对于维持替代发电电力市场的公开、公正、公平原
11、则，保证电网安全运行具有重要意义。参考文献：1. 国务院办公厅. 节能发电调度办法（试行）的通知. 2. 安徽省经贸委. 关于开展节能调度实施替代发电工作的指导意见. 3. 王锡凡. 现代电力系统分析M. 北京：科学出版社，20034. 陈珩. 电力系统稳态分析M. 北京：水利电力出版社,19955. 张永平，焦连伟，陈寿孙等. 电力市场阻塞管理综述. 电网技术，2003，27（8）：1-96. 王功涛，丁鹏，刘霞等. 东北区域电力市场月电量计划的分区安全校核. 电网技术，2004，28（5）：18-227. 武亚光，邓佑满，张锐等. 发电侧电力市场中安全校核算法的研究与实现. 中国电机工程学报，2001，21（6）：48-53_作者简介：王海超(1978-)， 男，工程师，研究方向为电力系统稳定与电力市场。联系地址: 安徽省合肥市黄山路9#安徽省电力公司电力调度通信中心1903房间 Email: wanghc TEL: 0551-3604944