市场环境下水电站厂内经济运行问题研究

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1、市场环境下水电站厂内经济运行问题研究第28卷第6期2004年12月20日水电自动化与大坝监测HydropowerAutomationandDamMonitoringVol_28No.6Dec.20,2004市场环境下水电站厂内经济运行问题研究张玉山,李继清,纪昌明,王丽萍(1.国务院南水北调工程建设委员会办公室,北京市100053;2.华北电力大学,北京市102206)摘要:日前市场上,不论水电公司是采取单机组形式竞价,还是将全部电站机组合并成1台模拟机组竞价,厂内机组负荷分配均是电站经济运行的重要组成部分.文中探讨了市场环境下如何

2、将给定的全厂日发电计划合理地分配到各台机组的问题,建立了以各时段全厂发电流量最小为目标函数的数学模型.通过实例分析,验证了所给模型的合理性和有效性.关键词:水电站;短期经济运行;厂内经济运行;电力市场中图分类号:TM73;F123.9;TV697.10引言随着电力体制改革和电力市场化的推进,水电将走向市场,按照"公平,公正,公开"的原则_l参与"竞价上网".长期以来,我国的发,输,配电一直是由电力管理局(电力集团公司)独家管理,实行统一核算,利益均分的经营模式,作为其下属机构,水电厂(站)的调度运行由电网调度部门统一安排l3.而市场

3、环境下,水电站(群)的运行管理权由其所属的水电公司所有,各水电公司均为独立核算的经济实体,在竞价上网的电力市场中,它们追求的主要目标就是效益最大.因此,在水电生产的各个环节实行优化管理,减少单位耗水量,降低运行成本,将是水电公司必须考虑且日益受到重视的问题.在日前市场中,水电公司可采取单机组形式竞价,也可将全部电站机组合并成1台模拟报价机组进行竞价,但无论采取哪种形式,作为与机组特性密切相关的厂内经济运行是水电生产各环节中的重要一环.1机组日发电计划与厂内经济运行厂内经济运行主要研究在给定水电厂日负荷过程的条件下,如何确定厂内最优工

4、作机组台数,最优工作机组组合,最优机组启停次序和机组间负荷的最优分配,以使水电厂耗水量最小.市场环境下,交易部门根据市场规则和发电公司申报的发电参数及机组报价(包括段价和相应的段容量),运行统一的交易计划程序,计算次日全网发电调度计划,并向所有市场成员公布口j.各发电公司根据公布的各时段成交电价,可得出本公司(或报价机组)次日的并网发电计划.当以单机组形式报价时,各台机组申报收稿日期:2004—03—05.国家自然科学基金资助项目(50099620).次日各时段段容量所依据的最优预发电计划是由厂内经济运行得到的,而竞价成功的负荷过程

5、即为该机组的日发电计划;当水电公司以全部电站机组合并成1台模拟报价机组形式报价时,竞价成功的次日并网发电计划是水电站群总发电计划,此时,水电公司应按照一定的准则进行厂间负荷分配,然后再通过厂内经济运行,把全厂的负荷分解到每台机组,从而得到各台机组的日发电计划.2厂内经济运行的数学模型本文将给定的水电厂负荷过程(由竞价或优化得到),以每时段全厂引水流量最小为准则,分解到各台机组,得到每台机组的日发电计划.其数学模型l6]简述如下.2.1目标函数K.Z(￡)Q(N(￡),h(￡))一minq(P,h(￡))女一1(1)式中:Q为t时段承

6、担总负荷为N时的水电厂最优引水流量;N(￡)为t时段全厂承担的总负荷;h(￡)为t时段的水头;q为t时段k阶段i机组投入运行时的引水流量;P为t时段k阶段投入运行的i机组出力;为全厂可以投入运行的机组台数;k为阶段号;K为阶段总数,即t时段最小开机台数,K一1,2,…,;Z(￡)为t时段最优机组组合;i为机组的实际编号,i一1,2,…,.2.2约束条件根据研究对象的特点,需考虑如下约束条件.a.电站有功功率平衡约束KP—N(￡)(2)女一1b.机组出力限制0≤P≤Pd0w.或P..≤.≤P.(3)2永电自代与夫坝监测2004.28(

7、6)式中:P,P,分别为i号机组汽蚀振动区的上,下限;P….为i号机组的最大出力限制.c.机组水头限制H≤H≤H,(4)式中:H…H.分别为第号机组运行所需的最大,最小水头;H为号机组的工作水头.d.机组开停机历时限制开机条件:(X一T")(U.一U)≥0(5)关机条件:(X一rr")(U一U,)≥0(6)式(5),式(6)中:Xn,X分别为至t一1时段号机组连续开,关的时段数;,T分别为最小开,关机历时;U为i号机组在第t时段的开停状态(开为1,停为0);t一1,2,…,丁.e.其他约束包括机组组合约束,综合利用约束及备用容量约束

8、等.f.非负条件约束上述所有变量均为非负变量(≥0).2.3状态转移方程与递推方程本文应用改进的离散微分动态规划法求解上述问题,以递推计算时投入运行的机组数划分阶段,以是=1,2,…,K表示阶段,K一1,2,…,为可投入运行的机组数;