一種多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)的有調(diào)節(jié)系統(tǒng)

一種多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)的有調(diào)節(jié)系統(tǒng)

0風(fēng)電場(chǎng)側(cè)的在線無(wú)功調(diào)度決策研究大規(guī)模能源管道的引入對(duì)能源系統(tǒng)的運(yùn)行和運(yùn)行有很多影響，比如功能集中的影響、電壓、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、能耗等。有功調(diào)度作為電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行體系中的核心組成部分,直接關(guān)系到電力系統(tǒng)中的有功功率平衡和頻率穩(wěn)定,對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著不可替代的重要作用。風(fēng)電接入后的電力系統(tǒng)在線有功調(diào)度包括電網(wǎng)側(cè)的調(diào)度決策和風(fēng)電場(chǎng)側(cè)的運(yùn)行控制2個(gè)方面。電網(wǎng)側(cè)的在線有功調(diào)度決策是電網(wǎng)控制中心針對(duì)大規(guī)模風(fēng)電接入,如何建立新的在線有功調(diào)度運(yùn)行方法以適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn),保持電網(wǎng)功率平衡和頻率穩(wěn)定;風(fēng)電場(chǎng)側(cè)的有功運(yùn)行控制是指風(fēng)電場(chǎng)如何控制風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行,以使風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率盡量平穩(wěn)并且具備一定的可控能力。目前國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行控制研究已經(jīng)取得了一定的成果,主要集中在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的電壓和無(wú)功控制等方面,但在電網(wǎng)控制中心的在線有功調(diào)度方面的研究相對(duì)較少。風(fēng)力發(fā)電區(qū)別于其他傳統(tǒng)發(fā)電形式,在于其取決于風(fēng)速,且具有一定的隨機(jī)性和間歇性。目前關(guān)于風(fēng)電接入后的電力系統(tǒng)有功調(diào)度的研究主要包括風(fēng)電預(yù)測(cè)、運(yùn)行備用優(yōu)化[7,8,9,10,11,12,13,14,15]、阻塞管理、有功發(fā)電計(jì)劃和頻率控制等方面。為了提高電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電的接入能力,風(fēng)電預(yù)測(cè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,但是風(fēng)電預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性難以保證。隨著預(yù)測(cè)時(shí)間的增長(zhǎng),預(yù)測(cè)誤差也會(huì)逐漸增大,預(yù)測(cè)時(shí)間越短,預(yù)測(cè)誤差相對(duì)越小。例如:風(fēng)電場(chǎng)日前風(fēng)電預(yù)測(cè)的誤差一般為25%～40%,有時(shí)可能更大。因此,本文引入多時(shí)間尺度的有功協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度模式,目的在于逐級(jí)降低由于風(fēng)電接入后電網(wǎng)運(yùn)行的不確定性,增加系統(tǒng)接納風(fēng)電的能力。1基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的無(wú)功調(diào)度策略國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的調(diào)度方式主要采用人工日前調(diào)度計(jì)劃和自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)等2個(gè)時(shí)間尺度相結(jié)合的調(diào)度方式,這2個(gè)時(shí)間尺度跨度大、調(diào)度模式較粗放,無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電接入后的電網(wǎng)調(diào)度。傳統(tǒng)調(diào)度方式主要存在以下問(wèn)題:①日前負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際負(fù)荷往往存在較大偏差,特別是大規(guī)模上網(wǎng)風(fēng)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性,使得日前計(jì)劃在執(zhí)行中和實(shí)際情況存在很大偏差;②日前調(diào)度與AGC之間時(shí)間跨度太大,日前計(jì)劃偏差、負(fù)荷和風(fēng)電隨機(jī)擾動(dòng)全部由AGC機(jī)組來(lái)負(fù)擔(dān),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)AGC可調(diào)容量不足的情況,進(jìn)一步影響了系統(tǒng)的安全性和電能質(zhì)量。因此,在現(xiàn)有調(diào)度模式下,調(diào)度員不得不時(shí)時(shí)根據(jù)系統(tǒng)功率不平衡量調(diào)節(jié)常規(guī)發(fā)電機(jī)基點(diǎn)功率,工作量和強(qiáng)度都很大,在大規(guī)模風(fēng)電接入的情況下已無(wú)法適應(yīng)。由于預(yù)測(cè)精度與時(shí)間跨度成反比,本文提出在時(shí)間維將有功調(diào)度策略分解為秒級(jí)、5～15min級(jí)、30～60min級(jí)、日級(jí)等。根據(jù)負(fù)荷波動(dòng)的特點(diǎn)和機(jī)組的控制特性,可以把控制分解為4個(gè)階段:日前計(jì)劃、滾動(dòng)計(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃和AGC。1付款前的計(jì)劃日前計(jì)劃有充足的時(shí)間進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化計(jì)算,該時(shí)間級(jí)的控制以安全為約束,以經(jīng)濟(jì)為目標(biāo),可以稱為最優(yōu)控制。2啟動(dòng)周期的確定以擴(kuò)展短期負(fù)荷預(yù)測(cè)為基礎(chǔ),30～60min為啟動(dòng)周期的滾動(dòng)計(jì)劃充分利用最新的信息,實(shí)時(shí)對(duì)剩余時(shí)間的發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行修正,逐步降低日前計(jì)劃的不確定性,同時(shí)預(yù)測(cè)各風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)時(shí)段的最大允許發(fā)電曲線。3模型主要參數(shù)調(diào)度計(jì)劃在實(shí)施時(shí),要面對(duì)運(yùn)行點(diǎn)接近安全域邊沿、機(jī)組未有效跟蹤計(jì)劃、AGC機(jī)組容量不足等不確定因素。取系統(tǒng)中性能良好、執(zhí)行計(jì)劃良好的機(jī)組作為緩沖機(jī)組,通過(guò)超短期預(yù)測(cè)以5～15min為周期調(diào)整出力,用于消除這些不確定因素。緩沖機(jī)組以安全為第一目標(biāo),經(jīng)濟(jì)為第二目標(biāo),一方面吸收最優(yōu)控制過(guò)程中的功率不平衡量、改善運(yùn)行安全性,保證最優(yōu)控制環(huán)節(jié)正常運(yùn)行;另一方面為秒級(jí)AGC機(jī)組預(yù)留調(diào)節(jié)空間,保證AGC環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行。本文稱這種對(duì)緩沖機(jī)組的控制為保優(yōu)控制。保優(yōu)控制需要超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)作為支持。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生阻塞時(shí),也可先調(diào)緩沖機(jī)組以避免干擾最優(yōu)控制。4agc與實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃的關(guān)系A(chǔ)GC包括校正控制和安全校正控制(阻塞管理)。其中,校正控制調(diào)度秒級(jí)AGC機(jī)組,使頻率和聯(lián)絡(luò)線功率滿足CPS考核指標(biāo);安全校正控制即時(shí)處理線路斷面潮流越限。AGC的目標(biāo)是快速消除安全隱患,保證系統(tǒng)頻率質(zhì)量。圖1給出了日前計(jì)劃、滾動(dòng)計(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃和AGC之間的關(guān)系,本質(zhì)上是在日前發(fā)電計(jì)劃和AGC之間增加滾動(dòng)計(jì)劃和實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃階段。在該階段中建立智能化決策和自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制的技術(shù)支持環(huán)節(jié),以替代傳統(tǒng)的人工調(diào)整模式,減輕值班調(diào)度員的勞動(dòng)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的電力供應(yīng)。2關(guān)鍵技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)的調(diào)度模式,需要解決其中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。2.1下一步和時(shí)段內(nèi)的發(fā)電需求是哪里多時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)控制本質(zhì)上是一種超前控制,因此首先需要回答的問(wèn)題是下一時(shí)刻或時(shí)段總的發(fā)電需求是多少,然后作出發(fā)電態(tài)勢(shì)分析。發(fā)電態(tài)勢(shì)分析需要解決如下問(wèn)題。1理想發(fā)電預(yù)測(cè)模型傳統(tǒng)的算法直接把實(shí)測(cè)的負(fù)荷數(shù)據(jù)PD作為預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)得到的是負(fù)荷值并不能直接作為發(fā)電出力的控制目標(biāo),因此提出理想發(fā)電預(yù)測(cè)模型P*G:Ρ*G=ΡD+ΚLΔf+Ρloss+ΡSΤ(1)P?G=PD+KLΔf+Ploss+PST(1)式中:Ploss為系統(tǒng)網(wǎng)損;KLΔf為系統(tǒng)頻率偏差引起的功率偏差;PSΤST為聯(lián)絡(luò)線功率交換計(jì)劃。圖2顯示了1日中某省電網(wǎng)網(wǎng)損的變化情況,可見(jiàn)變化很大。因此,采用理想發(fā)電預(yù)測(cè)模型是實(shí)現(xiàn)超前控制的關(guān)鍵之一。2重偏離時(shí),及時(shí)完成剩余負(fù)荷的重新預(yù)測(cè)和發(fā)電計(jì)劃的調(diào)整滾動(dòng)計(jì)劃環(huán)節(jié)需要監(jiān)視當(dāng)日發(fā)電計(jì)劃的執(zhí)行情況,在原計(jì)劃與實(shí)際負(fù)荷發(fā)生嚴(yán)重偏離的情況下,及時(shí)完成該日剩余時(shí)段負(fù)荷的重新預(yù)測(cè)和發(fā)電計(jì)劃的調(diào)整。提出了擴(kuò)展短期負(fù)荷(發(fā)電需求)預(yù)測(cè)服務(wù)于滾動(dòng)計(jì)劃,它利用當(dāng)前時(shí)刻及以前的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻及以后的系統(tǒng)負(fù)荷,詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)請(qǐng)參閱文獻(xiàn)。3基于周期的功率平衡調(diào)度實(shí)時(shí)調(diào)度環(huán)節(jié)是以5～15min為周期進(jìn)行超前的功率平衡調(diào)度,因此,如何保證超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度的關(guān)鍵,詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)參閱文獻(xiàn)。4負(fù)荷變化的影響電力系統(tǒng)的負(fù)荷變化是引起電力系統(tǒng)功率不平衡的主要原因之一,是制訂參與計(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度和AGC機(jī)組容量的主要依據(jù)。通過(guò)對(duì)日負(fù)荷曲線的分解,電力系統(tǒng)的負(fù)荷通常是由3種不同變化規(guī)律的負(fù)荷分量組成:第1種是變化周期在10s以內(nèi)、變化幅值較小的負(fù)荷分量。這種負(fù)荷的快速波動(dòng)是各個(gè)獨(dú)立負(fù)荷隨機(jī)變化的集中表現(xiàn),主要由AGC機(jī)組來(lái)平衡。第2種是變化周期在10s到數(shù)分鐘之間的負(fù)荷分量。這種負(fù)荷變化的幅值較小,一般不超過(guò)負(fù)荷峰值的2.5%,主要由實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)組來(lái)承擔(dān)。第3種是變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷。這類負(fù)荷的變化主要是由各種行業(yè)的作息制度、居民生活用電方式等引起,具有較強(qiáng)的規(guī)律性,可以由計(jì)劃?rùn)C(jī)組來(lái)承擔(dān)。通過(guò)負(fù)荷分解與負(fù)荷特性分析,確定計(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度和AGC機(jī)組容量,詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)可參閱文獻(xiàn)。另外,日前短期風(fēng)電預(yù)測(cè)的誤差很大,而且規(guī)律性不強(qiáng),只能通過(guò)對(duì)常規(guī)機(jī)組的調(diào)度來(lái)平衡。本文通過(guò)日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃和實(shí)時(shí)調(diào)度環(huán)節(jié)逐級(jí)消納這部分誤差。2.2滾動(dòng)式啟動(dòng)在線確定隨著時(shí)間尺度變長(zhǎng),發(fā)電需求和風(fēng)電出力預(yù)測(cè)的不確定因素的影響不斷增加,預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度會(huì)逐漸降低,因此,日前計(jì)劃無(wú)法滿足實(shí)際功率平衡需求。對(duì)1日每個(gè)時(shí)段之后的剩余時(shí)段的發(fā)電需求進(jìn)行在線滾動(dòng)修正,即滾動(dòng)地修正各個(gè)機(jī)組在剩余時(shí)段的出力計(jì)劃,使得機(jī)組的總出力與實(shí)際發(fā)電需求逐級(jí)逼近。所以,可以認(rèn)為滾動(dòng)計(jì)劃就是對(duì)日前計(jì)劃不斷修正、不斷刷新的過(guò)程。滾動(dòng)計(jì)劃是從當(dāng)前時(shí)段到結(jié)束時(shí)段之間的動(dòng)態(tài)優(yōu)化,在數(shù)學(xué)上是一個(gè)NP難題,模型復(fù)雜而且耗時(shí)較多。因此,需要研究如何通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型進(jìn)行時(shí)間維度和空間維度的解耦并進(jìn)行協(xié)調(diào)以得到適于滾動(dòng)計(jì)劃環(huán)節(jié)在線應(yīng)用的實(shí)用化的優(yōu)化模型。這對(duì)滾動(dòng)計(jì)劃算法的高效性提出了要求。其次,由于日負(fù)荷和風(fēng)電出力波動(dòng)帶來(lái)的不確定性,算法及其優(yōu)化模型還需要具有很好的魯棒性。2.2.1確定滾動(dòng)式機(jī)組的出力值日前計(jì)劃是在已知次日系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、水電計(jì)劃、交換計(jì)劃、燃料計(jì)劃等的情況下,制訂次日發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行計(jì)劃,使得系統(tǒng)發(fā)電或者購(gòu)電的總費(fèi)用最低。其優(yōu)化模型中,單臺(tái)機(jī)組的費(fèi)用與該機(jī)組的發(fā)電出力成正比或者二次關(guān)系,因此,整個(gè)日前計(jì)劃的目標(biāo)函數(shù)可以表示為:f0(ˉpit)=Ν∑i=1Τ∑t=1[ai(ˉpit)2+biˉpit+ci](2)f0(pˉit)=∑i=1N∑t=1T[ai(pˉit)2+bipˉit+ci](2)式中:ˉpit為機(jī)組i在時(shí)段t的出力值;N為機(jī)組數(shù);T為時(shí)段數(shù)。若令ai=0,則目標(biāo)函數(shù)與出力值是線性關(guān)系。滾動(dòng)計(jì)劃是對(duì)日前計(jì)劃不斷修正的過(guò)程。日前計(jì)劃中包含了節(jié)能減排、電量約束以及其他非技術(shù)性約束,滾動(dòng)計(jì)劃以日前計(jì)劃為基礎(chǔ),滾動(dòng)制訂各個(gè)機(jī)組計(jì)劃出力的調(diào)整量,因此,需要將該調(diào)整量限定在一定的范圍內(nèi)。令機(jī)組i在時(shí)段t(當(dāng)前時(shí)段T0之后的剩余時(shí)段)的出力修正值為Δpit,則機(jī)組i在時(shí)段t的出力值為pit+Δpit。對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)為:f(pit+Δpit)=Ν∑i=1Τ∑t=1[ai(pit+Δpit)2+bi(pit+Δpit)+ci](3)式中:pit為最新計(jì)劃(最近一次的滾動(dòng)修正計(jì)劃出力,若之前沒(méi)有滾動(dòng)修正,則為日前計(jì)劃的出力值ˉpit)中機(jī)組i在時(shí)段t的出力值,而pit+Δpit必須在ˉpit的鄰域之內(nèi)。2.2.2次函數(shù)最小值的確定和修正降低煤耗和降低購(gòu)電成本都可單獨(dú)作為優(yōu)化目標(biāo),也可綜合優(yōu)化。采用發(fā)電出力的二次函數(shù),通過(guò)權(quán)重系數(shù),進(jìn)行兩者之間的協(xié)調(diào),這樣便可以將多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換為帶約束的以二次函數(shù)最小值為目標(biāo)的優(yōu)化問(wèn)題。假定機(jī)組i在時(shí)段t的原計(jì)劃出力為pit。若在時(shí)段T0(0≤T0<T)觀察到時(shí)段T0+1的擴(kuò)展短期發(fā)電需求預(yù)測(cè)與最新計(jì)劃的差值超過(guò)一定的閾值,則需要對(duì)時(shí)段T0+1,T0+2,…,T的所有機(jī)組出力進(jìn)行修正?？紤]到滾動(dòng)計(jì)劃和日前計(jì)劃的關(guān)系,令機(jī)組i在時(shí)段t(T0<t≤T)的出力修正值為Δpit,則機(jī)組i在時(shí)段t的出力為pit+Δpit。滾動(dòng)計(jì)劃優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)為:minΤ∑t=Τ0+1Ν∑i=1(ai′Δp2it+bi′Δpit+ci′)(4)1時(shí)段t擴(kuò)展短期負(fù)荷預(yù)測(cè)模型Ν∑i=1Δpit-ΔΡt=0(5)式中:ΔPt為時(shí)段t擴(kuò)展短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的發(fā)電需求與最新計(jì)劃的發(fā)電需求的差值;t=T0+1,T0+2,…,T。2發(fā)電機(jī)i對(duì)dgΝ∑i=1kmi(pit+Δpit)≤ˉΡmt(6)式中:m=1,2,…,M;t=T0+1,T0+2,…,T;kmi為發(fā)電機(jī)i對(duì)斷面m的有功靈敏度;m為需要考慮的斷面數(shù);ˉΡmt為斷面m在時(shí)段t的傳輸上限。3機(jī)組的單位時(shí)間最大調(diào)值t{Δpit≥Δpi,t-1+(pi,t-1-pit-pdli,t)Δpit≤Δpi,t-1+(pi,t-1-pit+puli,t)(7)式中:i=1,2,…,N;t=T0+1,T0+2,…,T;Δpi,T0=0;pdli,t為機(jī)組i在時(shí)段t的單位時(shí)間最大下調(diào)量;puli,t機(jī)組i在時(shí)段t的單位時(shí)間最大上調(diào)量。4出力以重、難點(diǎn)確定每次滾動(dòng)修正時(shí),機(jī)組新的出力變?yōu)閜it+Δpit。這時(shí),新的出力不能超越機(jī)組的出力上下界;新的出力還必須以日前計(jì)劃為參考,偏差值不能超越一定的范圍:{Δpit≥max(pminit-pit,ˉpit-Δˉpi-pit)Δpit≤min(pmaxit-pit,ˉpit+Δˉpi-pit)(8)式中:Δˉpi為每臺(tái)機(jī)組在滾動(dòng)計(jì)劃時(shí)的出力與最初的日前計(jì)劃之差的上限。2.2.3風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和出力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)分析基于滾動(dòng)計(jì)劃調(diào)度模塊,主站端(省調(diào))動(dòng)態(tài)調(diào)整常規(guī)機(jī)組的有功計(jì)劃曲線,同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)約束和風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和風(fēng)電出力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),滾動(dòng)制訂風(fēng)電場(chǎng)最大出力曲線,并下發(fā)。子站端(風(fēng)電場(chǎng))接收到計(jì)劃曲線后,制訂本風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的發(fā)電計(jì)劃,并可以通過(guò)改變槳距角或者啟停風(fēng)電機(jī)組的措施,進(jìn)行有功控制,緊跟計(jì)劃曲線運(yùn)行。同時(shí),風(fēng)電場(chǎng)要將本風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的電氣量、風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)等實(shí)時(shí)傳送至主站端。2.3各度計(jì)劃與預(yù)測(cè)結(jié)果的偏差實(shí)時(shí)調(diào)度是基于超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的超前調(diào)度,是在t=t1時(shí)對(duì)下一個(gè)時(shí)段t=t1+1進(jìn)行優(yōu)化,修正調(diào)度計(jì)劃與預(yù)測(cè)結(jié)果的偏差。因此,實(shí)時(shí)調(diào)度是對(duì)一個(gè)靜態(tài)時(shí)間斷面的優(yōu)化,其模型為:{minf(u,x)s.t.g(u,x)=0h(u,x)≤0(9)目標(biāo)函數(shù)為購(gòu)電費(fèi)用或煤耗最小,此時(shí)f(u,x)為該時(shí)段的費(fèi)用;g(u,x)一般是潮流方程;h(u,x)主要是各種設(shè)備物理約束和電力系統(tǒng)安全約束。1增廣拉格朗日乘子法實(shí)時(shí)調(diào)度不是把上一時(shí)間尺度的發(fā)電計(jì)劃推翻重來(lái),而是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步校核和修正。實(shí)時(shí)調(diào)度與發(fā)電計(jì)劃的協(xié)調(diào)原則是“動(dòng)靜銜接、平滑過(guò)渡”。考慮到實(shí)時(shí)調(diào)度是一種短時(shí)間尺度下的偏差調(diào)整,調(diào)整量較小,一般把式(9)寫(xiě)成線性化的增量?jī)?yōu)化模型:{min∑iwi|ΔΡi|s.t.∑iΔΡGi+∑jΔΡDj=0Δhˉ≤h*(ΔΡ)≤Δˉh(10)這個(gè)優(yōu)化模型顯然有誤差,但是實(shí)時(shí)調(diào)度是持續(xù)控制,可以看成是大時(shí)延的反饋控制,因此,并不需要一步到位的優(yōu)化控制,而是追求控制趨勢(shì)的正確,通過(guò)反饋控制消除偏差。一步到位的優(yōu)化反而會(huì)引起過(guò)調(diào)或控制出現(xiàn)振蕩問(wèn)題。2agc機(jī)組的調(diào)整空間為了應(yīng)對(duì)諸如風(fēng)力發(fā)電與負(fù)荷的波動(dòng)、發(fā)電機(jī)非計(jì)劃停機(jī)等,實(shí)時(shí)調(diào)度不僅需要與日前計(jì)劃協(xié)調(diào),還需要與AGC協(xié)調(diào),以保證AGC有足夠的可調(diào)容量。其中,實(shí)時(shí)調(diào)度負(fù)責(zé)規(guī)律性的幅度較大的負(fù)荷的功率分配,而AGC負(fù)責(zé)應(yīng)對(duì)非規(guī)律性的幅值較小的負(fù)荷快速隨機(jī)變化。實(shí)時(shí)調(diào)度應(yīng)給AGC機(jī)組預(yù)留一定的調(diào)整空間,以滿足偏差校正的需要。實(shí)時(shí)調(diào)度的控制周期為5～15min,而AGC的控制周期在10s左右。實(shí)時(shí)調(diào)度雖然不直接控制AGC機(jī)組,但通過(guò)對(duì)非AGC機(jī)組的控制,調(diào)整系統(tǒng)的有功平衡,這樣就相當(dāng)于間接地控制了AGC機(jī)組。實(shí)時(shí)調(diào)度的平衡調(diào)整量的計(jì)算公式為:ΔΡΝEΤ=ΡF+ΡΤ-Ν∑i=1Ρ0i(11)式中:ΔPNET為全網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃偏差;PF為發(fā)電需求預(yù)測(cè)值;PT為網(wǎng)絡(luò)交換計(jì)劃;Ν∑i=1Ρ0i為所有機(jī)組發(fā)電計(jì)劃之和。當(dāng)機(jī)組投入AGC后,機(jī)組出力將在AGC軟件的控制下隨區(qū)域控制偏差(ACE)的變化而調(diào)整,不再跟蹤發(fā)電計(jì)劃。因此,在計(jì)算發(fā)電計(jì)劃偏差時(shí),投入AGC的機(jī)組計(jì)劃應(yīng)使用其調(diào)整容量段的中間值代替。對(duì)AGC機(jī)組i:Ρ0i=ΡˉAGCi+ˉΡAGCi2(12)式中:ˉΡAGCi和ΡˉAGCi分別為AGC機(jī)組的出力上、下限。這樣,AGC機(jī)組的調(diào)整空間就體現(xiàn)在了發(fā)電計(jì)劃偏差ΔPNET中,進(jìn)而通過(guò)調(diào)整非AGC機(jī)組的發(fā)電出力而調(diào)節(jié)系統(tǒng)有功的平衡,從而達(dá)到將AGC機(jī)組近似控制在可控容量段的中點(diǎn)的目的,使AGC機(jī)組保留較大的調(diào)整裕度。綜上所述,在電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中,實(shí)時(shí)調(diào)度屬于起著承上啟下的重要協(xié)調(diào)作用的中間一級(jí)。它負(fù)責(zé)修正上一級(jí)的偏差,遺留的偏差由下一級(jí)來(lái)修正,體現(xiàn)了“多級(jí)協(xié)調(diào)、逐級(jí)細(xì)化”的思想。3風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電力大規(guī)模風(fēng)電接入后,實(shí)時(shí)調(diào)度的目標(biāo)應(yīng)保證風(fēng)電盡可能多發(fā),因此,本文采用棄風(fēng)最小的有功實(shí)時(shí)調(diào)度模型。該模型依據(jù)各風(fēng)電場(chǎng)的超短期出力預(yù)測(cè)值,建立滿足安全約束的棄風(fēng)最小的有功調(diào)度優(yōu)化模型:{min∑iri|ΔΡi|+∑jwjΔΡwji∈ΝrtGs.t.∑i?ΝwindGΔΡi+∑j∈ΝwindG(ΡForj-Ρ0j-ΔΡwj)=ΔΡ∑i?ΝwindGSikΔΡi+∑j∈ΝwindGSjkΔΡwj≤ˉΡΤk-ΡΤkk∈ΜtieΔΡˉi≤ΔΡi≤ΔˉΡii∈ΝrtGΔΡwj≥0(13)式中:ri為傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)i當(dāng)前的發(fā)電出力單位調(diào)整成本;wj為風(fēng)電場(chǎng)j的棄風(fēng)電成本,為了減少棄風(fēng),一般wj在數(shù)值上遠(yuǎn)大于ri;ΔPi為常規(guī)機(jī)組i的調(diào)整量;ΔPwj為風(fēng)電場(chǎng)j的棄風(fēng)電力,它等于下一時(shí)段預(yù)測(cè)的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)值PForj與下一時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃值PSchej的差值;NrtG為全網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)組的集合;NwindG為風(fēng)電機(jī)組集合;ΔP為下一點(diǎn)負(fù)荷增加量