摘要:水火電聯合調峰情況下，以棄水電量最小為原則的電力電量平衡計算未考慮火電站的經濟運行方式，存在一定的不足。從電力系統經濟運行角度出發，以火電站運行煤耗成本與水電站棄水電量機會損失成本之和為系統總成本，建立了總成本最小的電力電量平衡優化模型。模型求解方面，考慮到機組組合優化和經濟負荷分配問題的求解難度，采用了雙層嵌套尋優算法，外層采用枚舉法進行機組組合遍歷尋優，內層采用等微增率法進行煤耗最小尋優。以云南省滇中區域電網典型日平衡計算為例，分別按照總成本最小模型和棄水電量最小模型計算了水火電調峰運行過程。計算結果表明:前者雖然棄水電量機會損失大于后者，但火電煤耗成本遠小于后者，系統總成本更小。

　　關鍵詞:電力電量平衡;棄水電量;經濟運行;水火電聯合調峰

　　電力工程師論文范文：海外電力工控網絡安全規范比較及安全方案探討

　　摘要：本文系統性地對海外涉及電力工控的網絡安全規范的內容進行了梳理和比較，基于海外各個電力安防規范的側重點不同的情況，結合國內電力系統二次安防的成功實踐經驗，從安全技術、應急處置、安全管理三個方面探討了電力監控系統的網絡結構、設備本身、行為監測、信任機制、應急處置和安全管理等總體思路，強調了行為安全的重要性，并介紹了基于業務行為特征庫的網絡安全監測和風險評估做法，最后擬定了適用于海外電力工控的整體網絡安全防護方案。

　　1電力電量平衡是電力系統規劃的重要工作內容之一，其目的是通過火電、水電、核電、氣電、抽水蓄能以及近年來不斷發展的風電、太陽能等新能源電站發電之間的相互配合，實現電力系統經濟、低碳與安全運行，為電力系統中長期規劃和調度提供決策依據[1]。改革開放以來，我國經濟發展突飛猛進，社會用電量也與日俱增，使各大電網的負荷峰谷差日趨增大[2]。

　　隨著《可再生能源法》的頒布與實施，我國風電、光伏裝機容量快速增長，大規模風電、光伏并網的反調節作用同樣增加了等效負荷峰谷差[3-4]。以云南省為例，有研究表明，到2020年云南省年最大負荷將達到42800MW，風電接入前日均峰谷差率為32.99%，風電接入后將達到37.69%[5]。因此，調峰問題已經成為影響電網安全穩定運行的首要解決問題[6]。

　　含水電的電力系統，尤其是水電比重較高的電力系統運行調度過程中，在系統調峰容量不足情況下，為了滿足調峰需求，水電不得不放棄一部分發電量來提高自身調峰能力，由此產生的棄水電量稱為調峰棄水電量[7]。水電站產生棄水電量的原因有很多[8]，而調峰是汛期水電站產生棄水電量的主要原因。

　　以三峽電站為例，文獻[9]指出，在汛期，華中、華東、廣東電網調峰能力均不足，同時三峽水電站還需滿足防洪等綜合利用要求，只具備日調節能力，故一般情況下只能進行棄水調峰。調峰棄水電量的產生導致清潔能源沒有得到有效利用，而這部分電量一般由火電、氣電等消耗化石能源電站發電量補足，進一步導致了系統運行成本的增加和環境污染的加劇。故許多學者就如何減小調峰運行方式下水電棄水電量的問題展開了研究。

　　這個問題其實可以歸結為:在保證電網充分吸收水電發電量的前提下，在負荷圖上尋找水電站最佳的工作位置。關于水電站工作位置的確定方法，最早采用的是電量累計曲線法[10]和逐次切負荷法[11];之后有學者提出了改進的逐次切負荷法[12]和余荷逐次后移法[13]，用來解決水電站出力限制問題和計算順序問題;文獻[14]在逐次切負荷法的基礎上，將水電站按照剩余容量日利用小時從小到大排序，優化了水電站調峰順序;文獻[15]同樣基于逐次切負荷法設計了一種水電分段調峰的負荷分配方法，盡可能使水電參與調峰，尤其平衡系統局部峰值，保證余留給火電的負荷平穩不變或者變化不頻繁;文獻[7]考慮抽水蓄能電站削峰填谷作用，通過優化抽水蓄能電站運行方式來減小水電站調峰棄水電量;文獻[16]考慮備用容量分配對調峰棄水電量的影響，證明了火電站代替水電站承擔備用容量能夠有效減小調峰棄水電量;文獻[17]考慮檢修、備用分配，建立了棄水電量最小優化模型，并采用分布估計———逐次逼近相結合的算法對模型進行了求解，得到了棄水電量最小的檢修、備用分配方式。以上文獻均從系統優先吸收水電發電量的角度進行電力電量平衡計算，尋找棄水電量最小的水電站調峰運行方式。定性來看，棄水電量最小有利于系統減小吸收火電發電量，從而降低系統運行成本。但上述文獻均忽略了一個重要問題，那就是火電站發電量減小，運行成本不一定減小，其經濟運行方式不僅與發電量有關，還與機組組合、負荷分配有關。故從電力系統經濟運行角度考慮，應以系統總成本最小為原則進行電力電量平衡計算，不能僅追求棄水電量最小。

　　2火電站經濟調峰運行方式

　　火電站調峰運行方式一般分為低負荷調峰、啟停調峰和空載調峰[18]，啟停調峰也稱兩班制運行方式，空載調峰又稱少汽無功運行方式[2]，啟停調峰和空載調峰的差別主要在于火電機組是否與電網解列，啟停調峰對火電機組啟停時間、一天內啟停次數要求較高，技術難度大，且影響機組壽命;而空載調峰耗能較大，且大多數火電機組未做過空載技術鑒定，故一般不采用這種調峰方式。同時，文獻[19]指出，火電低負荷調峰方式根據火電壓低負荷的程度可分為基本調峰、不投油深度調峰和投油深度調峰3種(投油深度調峰和不投油深度調峰也統稱為深度調峰)。

　　3調峰棄水電量產生的原因

　　電網運行調度的流程一般如下:水電站根據次日水文預報的來水情況進行“以水定電”，按照發電量最大優化模型計算次日計劃發電量，并上報電網調度中心;電網調度中心根據次日系統負荷預測過程以及其他電站發電情況進行電力電量平衡，確定系統內各電站發電量和逐時段出力過程，下放發電任務給各電站;水電站按照電網實際分配的次日負荷過程進行“以電定水”，按照蓄能最大或者耗能最小模型確定水位和下泄流量運行過程[20]。水電站實際發電量和計劃發電量之差為棄水電量[17]。

　　4模型建立

　　根據前述分析結果，目前多數關于電力電量平衡研究的計算原則主要是棄水電量最小原則。

　　5模型求解

　　本文所建模型為混合整數非線性規劃模型，目前用于求解此類模型的方法主要有非線性規劃方法和以遺傳算法、粒子群算法為代表的智能算法，但智能算法由于在一些情況下易陷入局部最優而應用受到一定限制。考慮到本文所建模型中高維數問題主要來自火電機組組合和經濟負荷分配，在現代計算機技術的輔助下，模型維數問題能夠在一定程度上得到緩解，故采用枚舉法結合等微增率法的雙層嵌套方法對模型進行求解，采用C#編程環境來實現算法的應用。算法的主要結構為:外層為火電機組組合的遍歷尋優，內層為固定機組組合下的最小總成本尋優。

　　6結論

　　(1)從電力電量平衡原理上分析了調峰棄水電量產生的原因。汛期來水較大，水電站常處于滿發或接近滿發的狀態，而火電站由于機組特性原因，調峰能力有限，需要水電站降低負荷低谷時段的出力來提高系統整體的調峰能力，以滿足系統的調峰需求，此時水電站被迫產生調峰棄水電量。(2)從電力電量平衡原則上分析了以往經常采用的棄水電量最小原則的不足之處，并考慮將棄水電量看作電力系統的一種機會損失納入系統總成本中，從電力系統經濟運行角度出發，建立了總成本最小的電力電量平衡優化模型。

　　(3)所建模型涉及到機組組合優化和經濟負荷分配問題，這兩個問題的復雜程度與系統中火電可用機組總臺數有關。為了兼顧模型求解的精度和效率，采用了枚舉法結合等微增率法的雙層嵌套優化算法，并借助計算機編程，實現了模型的快速精確求解。(4)算例分析結果表明:總成本最小模型的優化結果較棄水電量最小模型的棄水電量機會損失有所增加，但煤耗成本大大減小，總成本更小，更符合實際情況。本文研究針對的是水火電聯合調峰的電力電量平衡優化問題，近年來我國風電、光伏等新能源電力發展迅速，許多研究指出，風電隨機性、間歇性的供電特點導致其并網發電將增加電網的調峰壓力。因此，含風電電力系統的多電源聯合調峰電力電量平衡優化問題是接下來的研究重點。

　　參考文獻:

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