电网经济调度方法研究与应用

郇 亮，陈守波，刘 涛

（陕西省地方电力（集团）有限公司安康供电分公司，陕西 安康 725000）

0 引 言

电能因具有瞬时性而难以保存，但作为现代工业社会的支柱性能源，必须对其进行有效调度，才能较好地加以利用。

1 电网经济调度概述

1.1 基本概念

电网经济调度是根据电网运行的基本原理，在保证安全、可靠运行和满足用电需要、电能质量的前提下，通过调整电网运行方式，制定各站（厂）或线路之间的最优负荷分配方案等多种技术方法和管理手段，对电网资源进行优化配置，以降低运行成本[1]。

近年来，随着用电量的逐年增加，电力系统也在快速发展。在保障电网安全、稳定运行的条件下，增强电网的经济运行能力，即是调度运行人员的重要工作，也是电力企业经营行为的关键内容。

1.2 经济调度一般采取的措施

1.2.1 根据电网传输需要，采取实时经济调度

在保证电力供应量与实际相符的情况下，调度部门应尽可能降低能量损失，提高电网的经济性，如在用电低谷时期减少电网的电力供应量，在用电高峰时期增加电网的电力供应量[2]。

1.2.2 根据电网运行状况，采取运转备用调度

在满足电力传输高峰要求的情况下，主要选用运转备用调度的形式增强电网的经济性。在保证电力线路正常运行、维护、维修的同时，适时关闭某些电力线路，可以减少电网自身产生的损失[3]。

1.2.3 根据对环境的污染状况，采取环境保护调度

在生产及传输电能的过程中，为了减少其对环境的污染，需要参考电网的实际污染状况进行环境保护调度，以增强电网的经济性，同时降低电能损失。

1.2.4 根据电网负荷状况，采取稳定约束调度

在确保电网安全运转的条件下，需要根据电网的负荷情况，对电网进行负荷预测和安全控制。可采取安全约束调度的方式，减小电网负荷，降低电能损失，提高电网的经济性[4]。

1.3 存在的问题

随着电力工业的发展，手工管理方式已不再适应电力生产的需要，信息的收集、存储、传输、查询、加工及决策等工作量越来越大。这就要求我们必须提高管理水平，通过建立计算机信息系统，改变原有的管理方式、体制和手段，以增加经济和社会效益。

因此，安康供电分公司充分利用现有的PAS高级应用软件，研究开发了经济调度软件系统。

2 PAS高级应用简介

PAS高级应用软件利用电网的各类实时数据进行在线分析，如开关状态、有功功率、无功功率等信息，辅助调度员通过制定最优的电网运行方式。安康供电分公司PAS高级应用软件是东方电子有限公司开发的系统，主要由调度员潮流、状态估计、网络拓扑和负荷预测四部分组成[5-7]。

2.1 网络拓扑

网络拓扑是PAS高级应用软件中的最基本功能，主要用于网络分析。它根据电网的遥信信息和多种元件的关系，确定地区电网的电气连接状态，产生调度员处理数据所需要的网络模型。为了保证计算结果的正确性，必须使所建的模型和实际的运行方式相一致。

2.2 状态估计

状态估计是调度员潮流功能的基础。利用SCADA实时遥测遥信数据进行计算、分析和校验，可辩识出不良数据。不但能估计开关的功率、母线电压等，而且能计算出某些无法量测的电气量，最终得到一个完整且相对准确的运行方式。

自动化运维人员根据状态估计提供的可疑数据功能，能及时发现并处理系统缺陷。调度运行值班人员则通过状态估计掌握电网的实时运行状态，如电网运行方式、潮流分布等。

2.3 调度员潮流

这是PAS高级应用最基本的应用之一。调度员潮流既可以对电网当前的运行状态进行分析，也可以对历史和未来的运行方式进行分析，还可以用来校核调度计划的安全性和合理性。调度员潮流能得到电网的实时运行状态。首先利用SCADA实时数据和提前设定的计算条件进行数据初始化；网络拓扑根据系统的遥信信息确定电网的电气连接状态；状态估计经过一系列的专业计算剔除其中的坏数据，最后建立研究态。

2.4 负荷预测

人工预测主要根据前几日的负荷或历史同期数据进行分析预测。工作既繁琐又复杂，结果还不理想。负荷预测能够根据历史数据，预报未来的电网负荷，通过分析预测值与实际值之间的误差，自动修正预测模型的参数。

该软件的应用节省了大量人工预测时间，能根据历史数据预测未来一至多天的负荷，还能从多种角度自动检测不正常的历史数据，并对坏数据进行报警。

3 经济调度软件功能分析

针对安康网内小水电资源丰富的特点，安康供电分公司研究开发的经济调度软件，对系统内小水电、变电站的运行状况进行实时监测和分析，为辅助调度员经济、科学、合理调度，最大限度实现电网安全、优质、经济运行。

3.1 电量统计分析模块

从SCADA系统获取联络线有功功率、无功功率、当日电量、小水电有功功率等实时数据；从关系数据库中读取各个联络线的月/年累积电量等。然后，人工输入联络线的月/年关口交易计划电量、水电站月/年发电计划电量等。此模块利用SCADA提供的用户控制语言编程实现。

3.2 有功功率实时平衡模块

监视联络线断面的实时有功功率。当超过人工设置的限额时，采用特定分配算法，将超限差值自动分配到相关的各个水电站中，以报警提示的方式告知调度人员。

（1）采用网络拓扑、潮流计算和灵敏度分析算法，按照水电站当前发电功率等比例分配，将差值功率分配到灵敏度较高的各个水电站中。此算法比较精确，但条件苛刻，要求网络拓扑、潮流计算等模块正常运行，需要加强PAS软件的日常维护工作。

（2）人工设置联络线断面和各个水电站的关联，按照关联水电站当前发电功率等比例分配算法，将差值功率分配到各个水电站中。

3.3 无功功率优化模块

监视联络线断面的实时无功功率，当超过人工设置的限额时报警。无功监视给出的限值为母线电压。在当前有功功率下，母线电压应该在一个合理范围内，主要是不能小于某一个限值。要先计算出其对应的最大无功功率，与当前联络线的无功功率比较，当大于这一限值时报警。

4 应用效果

安康供电分公司充分利用PAS高级应用和经济调度软件，对系统内小水电、变电站的运行状况进行实时监测和分析。丰水期，优化运行方式将多余的电量尽可能在网内消耗，并根据电网负荷需求，合理调控小水电发电负荷；其他季节，则减少国网购电量，增大小水电发电量，充分利用系统内的水电站资源，减少分公司的购电成本，提高电压合格率。

4.1 加强计划管理，有效控制反送电量

利用PAS高级应用软件进行负荷预测，摒弃了人工负荷预测的弊端，在预测的基础上进行月度计划安排，确保了计划的可行性和时效性。通过系统提供的经济运行曲线，针对岚皋、紫阳、镇坪电网反送负荷进行计划控制，加强了日曲线的峰、平、谷负荷曲线管理，同时通过计划手段控制反送电量。

4.2 及时调整运行方式，提高网内消化能力

为了落实多购小水电电量，适量反送大网的经济调度目标，安康供电分公司借助经济调度软件及时调整运行方式，提高网内小水电消化能力，县际间输送电量不断攀升。

4.3 合理调节库容，最大程度减少弃水电量

安康供电分公司利用经济调度软件对网内5座库容电站的蓄水能力进行调节，采取分时段开停机、峰谷时段增加出力、平谷时段控制出力、低谷时段蓄水的方式进行调节，即保证了电网用电高峰时段的安全运行，又充分利用了水库的蓄水能力。

参考文献：

[1] 张安华.关于影响电力经济调度的三个问题[J].国家电网，2007，（2）：49-51.

[2] 朱定兰，李 新.电力系统经济运行及电力经济调度综述[J].中国新技术新产品，2013，（12）：150-151.

[3] 刘 辉.电网调度与电网安全运行存在问题及处理措施[J].硅谷，2014，（1）：150-156.

[4] 雷 鸣.浅谈电力系统经济运行及电力经济调度[J].电源技术应用，2013，（2）：40-42.

[5] 纳鸿锦.探析电力系统应用软件（PAS）在电网的应用[J].中国新技术新产品，2013，（21）：10.

[6] 谢广志，李拥军.PAS系统在调度运行中的应用[J].农村电气化，2010，（11）：42-43.

[7] 钱旭涛.电力系统应用软件（PAS）在县级供电局的应用[J].中国电力教育，2009，（5）：259-261.