电网运行具有其本身的不确定性。电力系统是一个包含各种各样平衡关系的复杂系统,其中每一个因素都在不断变化。电力系统负荷的随机变化,发、输、配环节随时可能发生的电力设备故障、缺陷以及网络限值改变等,造成电网运行的不确定性。电网调度运行已经是一个多目标的决策过程,电力市场又加入了复杂的经济目标,增大了电网运行的不确定性。另外,电能生产、传输和运行方式改变几乎都在瞬时完成,电能的生产、传输、分配和消费必须同时进行,数量也必须相等,所以电力系统还具有同时性、不能大量存储等特殊性。
因为电力系统的不确定性,以及电力生产和消费的特殊性,日前制定的预调度计划与实时调度的情况往往有较大的差异,日前预调度所形成的价格主要作为市场成员在现货实时市场竞价的参考。市场调度价格和最终的市场出清价格由市场实时调度所确定。澳大利亚和新西兰都是实时电力市场。
一、实时调度模型
现货市场实时调度依据市场成员的发电与购电报价,以每个调度时段的现货市场交易价值最大化为目标,同时满足电网的发供电平衡、电网安全和频率控制辅助服务(FCAS)的要求。
现货市场实时调度采用线性规划算法,优化市场成员发电、输电和供电的实时调度计划。其目标函数为:
max[Vload-(Vgen+Vns+Vas)]
式中
Vload一现货市场实时调度时段负荷交易价值,为市场成员申报的购电负荷容量与其报价的乘积;
Vgen一现货市场实时调度时段发电交易价值,为市场成员申报的发电容量与其报价的乘积;
Vns一现货市场实时调度时段需支付的输电服务费用,根据市场成员的输电服务报价计算;
Vas一现货市场实时调度时段需支付的辅助服务费用,主要考虑了频率控制辅助服务费,根据实时调度时段频率控制需求和市场成员频率控制辅助服务报价计算。
约束条件包括:发供电力平衡约束,该约束包括区内网损和区间网损;可用容量和开停机约束;各区内固定负荷要求;电网安全约束;区内网络约束和网损;区间网络约束和网损;与市场成员注册数据有关的约束;辅助服务需求约束。
二、实时调度流程
1.现货市场实时调度流程
实时调度时段为5min,现货市场实时调度程序(NEMDE)每5min运行一次,计算出调度时段价格和辅助服务价格。
实时调度程序的输入包括各区域的5min超短期负荷预报,相关的SCADA信息,市场成员申报的能量市场和频率控制辅助服务市场的竞价数据,网络约束,辅助服务需求与约束。输出为实时调度计划,所制定的实时调度计划应包括频率控制辅助服务的调度,调度时段价格。
图1现货市场实时调度计算流程图
当实时调度目标函数无解时,NEMMC0将按照与市场成员协商确定的流程,在保持电力系统安全与市场价格确定原则的前提下,松弛约束条件以获得合理的调度计划。市场成员实时调度发电计划的下发以发电厂的AGC通道为主进行,或发送到发电厂控制室的显示屏上进行显示,或以其他事先确定的方式发送到发电厂。
