1電網調控安全運行隱患背景

風電等新能源的大規(guī)模接入與智能電網調度的推進對電力系統(tǒng)運行提出了新要求。為提升電網運行的安全、經濟、節(jié)能和環(huán)保，提高電網消納新能源的能力，迫切需要提升電網調度的精確化、智能化水平。從時序角度，發(fā)電計劃主要分為年度發(fā)電計劃、季度發(fā)電計劃、月度發(fā)電計劃、日前發(fā)電計劃、日內發(fā)電計劃及實時發(fā)電計劃。

2電網調控安全運行隱患分析

2.1缺乏發(fā)電計劃編制的安全運行隱患

長期以來，河北南網調度部門缺乏一套現代化的軟件系統(tǒng)支撐年度計劃、季度計劃、月度計劃的編制工作，主要依靠簡單的計算機辦公軟件和計劃編制人員的人工經驗來完成。日前發(fā)電計劃仍然采用人工方式編制，無法協(xié)調處理電網和機組的各類復雜約束條件，編制的發(fā)電計劃難以協(xié)調經濟性和安全性。這種傳統(tǒng)的計劃編制方式，一方面增加了計劃編制人員的工作強度，降低了工作效率；另一方面難以實現大量相關信息的高效整合，所編制的發(fā)電計劃往往失于片面，無法保證電網安全，并且容易因人為失誤導致一些錯誤，造成計劃編制工作的滯后或被動。此外，由于缺乏考慮安全約束的日內發(fā)電計劃，導致日前發(fā)電計劃在調度臺上難以實際執(zhí)行，電廠日前計劃與實際發(fā)電曲線執(zhí)行脫節(jié)，只能依靠調度員的人工經驗臨時調整，不僅耗時耗力，而且無法實現精細化控制。

2.2電網外圍政策等各種不確定因素帶來的運行隱患

隨著電力體制改革的深化，發(fā)電計劃控制的外圍政策環(huán)境也在頻繁變化，電力市場運營、節(jié)能發(fā)電調度、雙邊交易、替代交易和大用戶直購電交易等政策措施的實施，甚至輸電線路和發(fā)電設備的檢修及投產時間的變化，都將改變原有發(fā)電計劃的制定。理論上，這種改變可能帶來兩個維度上的風險：一方面是影響系統(tǒng)的供需狀況，當機組因燃料庫存、機組檢修等因素而不能相應改變運行狀態(tài)時，將產生電力供應的不平衡風險；另一方面則對發(fā)電主體完成年度計劃提出了挑戰(zhàn)，調度中心保證完成年度合約電量的難度將加大，從而形成了合同執(zhí)行風險。以上兩個維度的風險在現有的中長期計劃分析往往被忽略了，沒有考慮各種不確定因素以及執(zhí)行一種基于電網調控安全運行誤差對于計劃執(zhí)行偏差的影響，使得無論是年度方式編制，還是月度計劃管理，所編制的計劃往往是靜態(tài)的，無法為調度決策提供較為全面和準確的參考信息，也無法客觀評估各種不確定因素對分析決策所產生的影響及帶來的風險。

3淺談一種基于電網調控安全運行隱患管理制度

基于電網調控安全運行隱患管理制度在智能化總體輔助決策的協(xié)調控制下，由遠及近，由粗及細，各級協(xié)調，動態(tài)優(yōu)化，在更長的決策時間范圍內，實現電網資源配置、風險管理以及預防預控，并為調度運行的安全性和經濟性提供最佳決策空間和調整裕度。而在各周期計劃執(zhí)行的過程中，又形成了由近及遠的逐級校驗和閉環(huán)反饋，將計劃與實際調度運行之間的偏差動態(tài)反饋給計劃制定流程，并且基于智能化的自學習過程，進一步完善各級發(fā)電計劃的模型、方法和決策流程，從而形成一套以智能化記憶、識別、“瞻前顧后”、動態(tài)協(xié)調、滾動優(yōu)化為主要特征的智能電網調度發(fā)電計劃體系以及基于電網調控安全運行隱患管理制度。基于電網調控安全運行隱患管理制度實現了：（1）基于風險逐級預防、預控的滾動遞進式計劃模式：該模式可根據各個時間尺度掌握的最準確預測信息，制定最優(yōu)的發(fā)電計劃，并將計劃的結果以電量約束或者出力曲線的方式傳遞給下一級更小時間尺度的發(fā)電計劃，作為下一級優(yōu)化的基礎。從而不僅實現了在更長時間維度上優(yōu)化安排各種調度資源，而且通過動態(tài)優(yōu)化、逐級細化，實現了風險的逐級預防和預控，確保了發(fā)電計劃的安全性。（2）全時間尺度閉環(huán)安全校核機制：安全是發(fā)電計劃節(jié)能和經濟的基礎和保障。為此，該模式中設計了全時間維度的閉環(huán)安全校核機制，確保各個時間尺度上發(fā)電計劃的安全性。（3）基于信息反饋校正的自學習機制：在發(fā)電計劃由長期計劃向短期計劃逐步細化的過程中，短期發(fā)電計劃可以不斷反饋實際運行狀況和長期計劃的偏差，修正上一級長期發(fā)電計劃，從而不斷優(yōu)化發(fā)電計劃的制定模式、模型和流程。

4一種基于電網調控安全運行隱患管理制度的主要成果

本管理制度根據國家電網公司對電網調度計劃工作信息化、科學化、精細化的總體要求，按照“三公”調度的方針，設計、開發(fā)并建設了基于風險管理的多時序發(fā)電計劃技術支持系統(tǒng)，為河北省電網公司的調度計劃工作提供了科學高效的技術支持，實施了省網年度電力電量平衡、年度合同電量中長期協(xié)調分解、月度發(fā)電計劃、月度機組組合、日前發(fā)電計劃、日內發(fā)電計劃等工作，達到了規(guī)范發(fā)電計劃流程、降低機組運行風險、協(xié)調中長短期電網運行的目標。本管理制度既有著重要的理論價值，又取得了明顯的經濟效益和社會效益。具體如下：（1）本管理制度實現了中長期電力電量平衡的精準控制，實現了電量分解、電力平衡、年度合同完成與逐日機組組合的綜合決策；決策過程中，從時序遞進的角度，依據外界“新息”的變化不斷修正模型參數，并實施反復的滾動計算，對后續(xù)計劃進行精確的動態(tài)調整，提高中長期計劃的時效性與適應性，降低計劃的執(zhí)行風險；（2）本管理制度設計了全過程、多場景的風險管理模式，針對不同的負荷水平對多種發(fā)電方案進行風險評估和綜合優(yōu)選；將風險預警的思路融入中長期電力電量平衡的全過程，在不同階段分別提出對應的預警信息，形成風險評估指標，以監(jiān)視計劃執(zhí)行的全方位風險度，從而為計劃調度部門提供了充分、及時、有效的輔助決策信息；（3）本管理制度從風險控制的角度，建立了全時序的自適應反饋調節(jié)機制，依據發(fā)電計劃在執(zhí)行過程中反饋的風險信息，在日前不斷地對未執(zhí)行計劃進行全局的閉環(huán)反饋控制，使得發(fā)電計劃的執(zhí)行偏差得以在時序間迅速傳導，稀釋了計劃執(zhí)行風險，減輕了電網安全運行的壓力；（4）本管理制度經過工程化應用和完善，安全約束機組組合（SCUC）和安全約束經濟調度（SCED）模型算法不斷成熟，取得SCUC/SCED算法突破，計算精度和計算性能已經能夠滿足大規(guī)模電網要求，為三公調度、節(jié)能發(fā)電、電力市場調度模式的應用奠定了基礎。（5）本管理制度實現了計劃優(yōu)化與安全校核的分解協(xié)調。支持線路、變壓器和輸電斷面等多種潮流監(jiān)視元件設置；實現計劃優(yōu)化與安全校核的分解協(xié)調，在保障滿足電網安全約束的前提下大幅降低計算量。（6）本管理制度實現了多時序發(fā)電計劃有機協(xié)調。提出了不同時序發(fā)電計劃的閉環(huán)銜接方案，分析了不同時序發(fā)電計劃的關系，實現了順序遞階指導和逆序反饋改進，多時序計劃能夠有效融合在一起，提升了計劃編制的精益化水平。

作者：董蕊 趙貝貝 張雪青 單位：國網邢臺供電公司