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【摘要】电力关系到国民经济发展和国家能源安全，我国作为一个用电大国，电力消费需求十分旺盛，虽然全国电力供需总体平衡，但个别地区供需结构性矛盾依然存在，导致了电力分布不平衡。同时经济调度又是一个十分复杂的系统优化问题，总体解决的难度较大，所以在坚持电网统一调度的原则下通过科学节能发电调度、推广与应用可再生能源、加快特高压跨区电网建设、发展智能电网等手段来发展低碳电力、绿色电力显得尤为必要。本文以发展的眼光来探讨电力经济调度，努力探寻经济调度的最佳方案及有力措施。
【关键词】经济调度 ， 特高压 ， 智能电网
【 abstract 】 the power relationship to the national economic development and national energy security, our country as a electricity power, power consumption very strong demand, although the national power supply and demand of the overall balance, but individual regions structural contradiction of supply and demand still exist, leading to the electric power distribution imbalance. At the same time the economic operation is a very complicated system optimization problem, the difficulty of overall solve bigger, so to unified dispatching in power under the principle of energy saving power through the scientific scheduling, popularization and application of renewable energy, speed up the ultra-high voltage grid construction, development intelligence inter-district grid ways such as low carbon electricity, green development power is necessary. This paper discusses the development view of power the economic operation, to search for the optimal scheme of economic operation and strong measures.
【 key words 】 the economic operation, uhv, intelligent power grid
中图分类号：U665.12文献标识码：A 文章编号：
一、国内电力经济调度的现状
1、电力经济调度的内容
电力经济调度是以全网供电能耗最低或运行成本最低为目标函数，按照等微增率法和协调方程式法进行调度，它综合考虑了发电成本或煤耗以及电网相应的网损，以牺牲高能耗机组的局部利益为代价、换取全网整体利益的最大化，体现的是整个社会成本的最优化，具有合理的能量流的概念。近年来，随着科技的不断发展，经济调度已被作为电力行业一种重要的现代化监测、控制和管理手段。其主要内容有：(1)电力负荷预测：根据历史负荷变化、未来天气预报、用户装机容量、经济发展现状等相关因素并结合国家节假日安排对未来几天进行全系统负荷预测，编制预计负荷曲线，配备好相适应的发电容量。负荷预测准确率是电力企业的重要指标之一，它直接影响着发供电的平衡。准确的负荷预测能有效的降低发电成本，是实现电网安全、经济运行的前提。(2)机组优化组合：这是电力系统经济调度的重要环节，在满足多种约束的前提下通过合理的开停机方案及开机机组的发电量保证发电费用最低，采取各种智能算法来探索出机组最佳运行方式。(3)电力经济分配：由相关电力公司调控中心根据预测负荷曲线，对水能和燃料进行合理规划安排，按需发布各发电厂日、月、年发电计划及上网电量；指定调频电厂和调频容量，对系统继电保护及安全自动装置进行统一整定，通过系统潮流和稳定计算、系统内发、输、变电设备的检修计划来确定运行方式。
2、电力经济调度的流程
电力系统的计算机装备水平已大大提高，中小型机、微型计算机、路由器、交换机等设备装备级别不断更新提高。对于电网企业，提高电力调度自动化水平、提高电网运行质量是信息化建设的重点方向。电力经济调度的主要方法流程為：(1)采集数据：由RTU行收集站端(变电站OR电厂)的电气参数，包括开关位置、保护信号、电压电流等遥测数据。(2)传输信息：将RTU收集到的信息经过可靠的通道传送至主站系统(前置机、服务器)，并传输主站下达的控制命令到战端。(3)数据处理：收集到的信息要经过处理、筛选、计算。(4)人机联系：将处理过的信息经由友好的界面呈现给用户，并实现遥控、遥调功能。其中离线调度计划的编制还主要是在考虑机组出力脸修、负荷预测结果、长期购电合同以及电力市场中标电量等综合因素的情况下依靠相关软件计算得出。如果在编制过程中发现不安全现象，需要人工进行调整，难以取得理想的调度计划。
3、提倡经济调度的必要性
2011年夏，全国缺电呈“量大、面宽、时间长”等特点，从个别时段转为整个度夏期，仅国家电网公司供区最大电力缺口就超过3000万千瓦，公司4个区域电网、20个省级电网负荷连创新高。2012年，预计我国GDP增长8.5％，电力工业作为一次能源与二次能源转换的重要环节，在建设节约型社会、降低GDP能耗中，将起到非常重要的作用。所以积极大胆地运用高新技术，持续科学地发展经济调度、节能调度、绿色调度势在必行。
二、电力经济调度的发展
1、始终坚持统一调度的原则
电力工业生产过程的同时性、整体性、快速性、连续性、实时性五大特点与其他工业部门有很大差别，这就决定了无论电力体制如何更改，都必须坚持电网统一调度、分级管理的原则，以保证电网安全、优质和经济运行，向电力用户有计划的供应符合质量标准的电能。
电网调度机构负责领导电网内发、输、变、配电设备的运行、操作和事故处理；负责组织全网调度计划的编制和执行，统一协调水电厂水库的合理利用，统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压，统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、通信自动化系统运行。
特别是在全网迎峰度夏、迎峰度冬等用电高峰期间，调度机构的作用能得到明显的体现：对超计划用电的电力用户予以警告，当警告无效时，可以通过发布限电指令、扣还电量，必要时采取暂停供电的手段；实施促进低谷用电奖励机制，对用电负荷率比历史同期明显提高的地区，适当给予高峰用电指标奖励，以促进移峰填谷，提高低谷电能利用水平。从而有效的推广科学用电，提高用电负荷率。
2、节能调度平台体系的建立
近年来，伴随着我国经济的跨越式发展，电力行业、电力系统的建设也处于一个蓬勃发展的新阶段。据了解，截止2011年底仅国家电网公司输电线路（110/66千伏及以上）便达到655131公里，变电设备容量（110/66千伏及以上）达239162万千伏安。为保障电网安全经济运行，电力调度人员需要通过计算机对电网进行实时指挥、远程监控、故障自动隔离及恢复供电、电压调控、负荷管理等工作。于是节能调度平台应运而生。
通过研究水火电混合系统安全约束机组组合、负荷分配实用模型及算法设计、实时调度计划调整辅助决策功能，解决具有多重安全分区的电网中实施节能发电调度的安全备用及开停机问题，满足发用电实时平衡和执行节能发电调度规则以及多约束条件下自动优化排定水、火电机组的发电曲线，并可以向调度员提供开机组合与发电计划调整方案。另外还可以根据不同情况研究和运用了灰色模型和神经网络组合、系统剩余分量分配、Kalman滤波和主成分分析等多种短期母线负荷预测技术，提高预测精度。在水电比重大、电站数量多、电力跨网交换量大和具有多重安全分区的复杂条件下实施节能发电调度可以节约大量的人力、物力和财力资源，大大提高了电网调度的运行和管理效率。
3、加快特高压、智能电网建设
由于我国国土广袤，能源资源和负荷分布不均衡，特高压输电符合中国国情。我国的智能电网建设是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，是“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
智能电网并非神秘事物，而是对数字化、信息化等高科技技术的综合应用。我国自2004年提出“特高压输电技术及经济可行性研究”课题研究到目前为止，已建成晋东南－南阳－荆门1000千伏特高压交流输电线路、向家坝—上海±800kV特高压直流输电线路。锦屏-苏南±800kV特高压直流输电工程、哈密南—郑州±800千伏特高压直流输电工程、新疆—西北主网联网750千伏第二通道工程和淮南—上海1000千伏特高压交流工程也正式开工建设。到2015年，基本建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成“三华”（华北、华中、华东）、西北、东北三大同步电网。届时将形成“西电东送”“北电南送”的战略新模式，能进一步提高电网之间的电力资源优化配置能力。
发展特高压、加强智能电网建设现已纳入国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要。但忧虑的是中国的水电资源集中在西南，煤炭资源集中在西北，而负荷中心集中在华北、华东、华中地区，电力的远距离输送不可避免。智能电网不仅是单纯的技术问题，其建设还需要大量的基础设施投入。
4、推广与应用可再生能源
鉴于我国人口众多，用电需求量大，节能固然对缓解我国能源紧张状况的作用举足轻重。除此之外，充分开发利用现有地下化石能源，以及替代和补充能源、推广可再生资源是解决我国能源短缺问题的另一有效途径。经过数百年的巨大消耗，煤、石油和天然气这些化石能源最终将趋向枯竭，新型能源和可再生能源将成为我国能源开源的突破口。
随着智能电网全面建设一触即发。智能电网的发展，或改变我国的能源结构。我国智能电网主要是针对可再生能源的需求设计的。我国的可再生能源主要是风电、光电，但无论风电还是光电，都有波动大、预测难、不连续的特征，会给电网带来很大的干扰。智能电网以无处不在的智能传感器为触手，以高速双向通信网络为纽带，以智能决策支持系统为大脑，能清晰地掌握电量供需状况，合理地安排消费或储能，对于接纳不稳定的可再生能源有着立竿见影的作用，可以大幅提高电网接纳可再生能源电力的能力。
智能电网的基础上，分布式可再生能源发电将得到极大的发展。例如屋顶光伏，用户自己发电自己使用，不足部分则从电网购买，若有多余电能还可以出售给电网，方便实惠，并且可极大地减轻电网负担。微网技术是解决分布式发电的最好技术，它可以将对配电网的影响减到最小，同时将对用户自身的供电可靠性提高到最大程度，其重要性不言而喻。现有研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以微网的形式接入到大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。在微网系统中，用户所需电能由风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池、以天然气和沼气等为燃料的冷/热/电联供系统，通过微电网来提供，往往可同时满足用户供热、供冷和供电的需求。
随着可再生能源产业规模的不断扩大，我国可再生能源发展面临的问题也逐步凸显，尤其在风电等新兴可再生能源发电并网方面，更是困难重重。由过去主要来自技术水平、产业发展能力方面的约束，转变为来自市场机制、发展体制方面的制约，要破解可再生能源的并网难题，需要多方面的协调配合。
三、结束语
经济调度是一个不断发展的话题，发展特高压、智能电网新技术的运用是经济调度现行有效措施；电力企业体系改革，科学合理电价机制的完善，同樣对推动电力经济调度意义深远。进入十二五期间，进一步强化经济调度的地位，加强电力工业统一规划，增加绿色发电比重，提高科技创新能力，增加智能计算机技术的投入，继续深化市场化改革将成为需要迫切解决的问题。
参考文献
【1】王志．智能电网的发展【J】．电力系统自动化，2008，26(4)：15—18．
【2】刘正．电力经济调度【J】．电力系统自动化，2009，16(19)：18—25．
【3】辛耀中．新世纪电网调度自动化技术发展趋势【J】.电网技术，201l，25(12)：l-10．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】经济调度 ， 特高压 ， 智能电网
【 abstract 】 the power relationship to the national economic development and national energy security, our country as a electricity power, power consumption very strong demand, although the national power supply and demand of the overall balance, but individual regions structural contradiction of supply and demand still exist, leading to the electric power distribution imbalance. At the same time the economic operation is a very complicated system optimization problem, the difficulty of overall solve bigger, so to unified dispatching in power under the principle of energy saving power through the scientific scheduling, popularization and application of renewable energy, speed up the ultra-high voltage grid construction, development intelligence inter-district grid ways such as low carbon electricity, green development power is necessary. This paper discusses the development view of power the economic operation, to search for the optimal scheme of economic operation and strong measures.
【 key words 】 the economic operation, uhv, intelligent power grid
中图分类号：U665.12文献标识码：A 文章编号：
一、国内电力经济调度的现状
1、电力经济调度的内容
电力经济调度是以全网供电能耗最低或运行成本最低为目标函数，按照等微增率法和协调方程式法进行调度，它综合考虑了发电成本或煤耗以及电网相应的网损，以牺牲高能耗机组的局部利益为代价、换取全网整体利益的最大化，体现的是整个社会成本的最优化，具有合理的能量流的概念。近年来，随着科技的不断发展，经济调度已被作为电力行业一种重要的现代化监测、控制和管理手段。其主要内容有：(1)电力负荷预测：根据历史负荷变化、未来天气预报、用户装机容量、经济发展现状等相关因素并结合国家节假日安排对未来几天进行全系统负荷预测，编制预计负荷曲线，配备好相适应的发电容量。负荷预测准确率是电力企业的重要指标之一，它直接影响着发供电的平衡。准确的负荷预测能有效的降低发电成本，是实现电网安全、经济运行的前提。(2)机组优化组合：这是电力系统经济调度的重要环节，在满足多种约束的前提下通过合理的开停机方案及开机机组的发电量保证发电费用最低，采取各种智能算法来探索出机组最佳运行方式。(3)电力经济分配：由相关电力公司调控中心根据预测负荷曲线，对水能和燃料进行合理规划安排，按需发布各发电厂日、月、年发电计划及上网电量；指定调频电厂和调频容量，对系统继电保护及安全自动装置进行统一整定，通过系统潮流和稳定计算、系统内发、输、变电设备的检修计划来确定运行方式。
2、电力经济调度的流程
电力系统的计算机装备水平已大大提高，中小型机、微型计算机、路由器、交换机等设备装备级别不断更新提高。对于电网企业，提高电力调度自动化水平、提高电网运行质量是信息化建设的重点方向。电力经济调度的主要方法流程為：(1)采集数据：由RTU行收集站端(变电站OR电厂)的电气参数，包括开关位置、保护信号、电压电流等遥测数据。(2)传输信息：将RTU收集到的信息经过可靠的通道传送至主站系统(前置机、服务器)，并传输主站下达的控制命令到战端。(3)数据处理：收集到的信息要经过处理、筛选、计算。(4)人机联系：将处理过的信息经由友好的界面呈现给用户，并实现遥控、遥调功能。其中离线调度计划的编制还主要是在考虑机组出力脸修、负荷预测结果、长期购电合同以及电力市场中标电量等综合因素的情况下依靠相关软件计算得出。如果在编制过程中发现不安全现象，需要人工进行调整，难以取得理想的调度计划。
3、提倡经济调度的必要性
2011年夏，全国缺电呈“量大、面宽、时间长”等特点，从个别时段转为整个度夏期，仅国家电网公司供区最大电力缺口就超过3000万千瓦，公司4个区域电网、20个省级电网负荷连创新高。2012年，预计我国GDP增长8.5％，电力工业作为一次能源与二次能源转换的重要环节，在建设节约型社会、降低GDP能耗中，将起到非常重要的作用。所以积极大胆地运用高新技术，持续科学地发展经济调度、节能调度、绿色调度势在必行。
二、电力经济调度的发展
1、始终坚持统一调度的原则
电力工业生产过程的同时性、整体性、快速性、连续性、实时性五大特点与其他工业部门有很大差别，这就决定了无论电力体制如何更改，都必须坚持电网统一调度、分级管理的原则，以保证电网安全、优质和经济运行，向电力用户有计划的供应符合质量标准的电能。
电网调度机构负责领导电网内发、输、变、配电设备的运行、操作和事故处理；负责组织全网调度计划的编制和执行，统一协调水电厂水库的合理利用，统一布置和指挥全网的调峰、调频和调压，统一协调和规定全网继电保护、安全自动装置、通信自动化系统运行。
特别是在全网迎峰度夏、迎峰度冬等用电高峰期间，调度机构的作用能得到明显的体现：对超计划用电的电力用户予以警告，当警告无效时，可以通过发布限电指令、扣还电量，必要时采取暂停供电的手段；实施促进低谷用电奖励机制，对用电负荷率比历史同期明显提高的地区，适当给予高峰用电指标奖励，以促进移峰填谷，提高低谷电能利用水平。从而有效的推广科学用电，提高用电负荷率。
2、节能调度平台体系的建立
近年来，伴随着我国经济的跨越式发展，电力行业、电力系统的建设也处于一个蓬勃发展的新阶段。据了解，截止2011年底仅国家电网公司输电线路（110/66千伏及以上）便达到655131公里，变电设备容量（110/66千伏及以上）达239162万千伏安。为保障电网安全经济运行，电力调度人员需要通过计算机对电网进行实时指挥、远程监控、故障自动隔离及恢复供电、电压调控、负荷管理等工作。于是节能调度平台应运而生。
通过研究水火电混合系统安全约束机组组合、负荷分配实用模型及算法设计、实时调度计划调整辅助决策功能，解决具有多重安全分区的电网中实施节能发电调度的安全备用及开停机问题，满足发用电实时平衡和执行节能发电调度规则以及多约束条件下自动优化排定水、火电机组的发电曲线，并可以向调度员提供开机组合与发电计划调整方案。另外还可以根据不同情况研究和运用了灰色模型和神经网络组合、系统剩余分量分配、Kalman滤波和主成分分析等多种短期母线负荷预测技术，提高预测精度。在水电比重大、电站数量多、电力跨网交换量大和具有多重安全分区的复杂条件下实施节能发电调度可以节约大量的人力、物力和财力资源，大大提高了电网调度的运行和管理效率。
3、加快特高压、智能电网建设
由于我国国土广袤，能源资源和负荷分布不均衡，特高压输电符合中国国情。我国的智能电网建设是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，是“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
智能电网并非神秘事物，而是对数字化、信息化等高科技技术的综合应用。我国自2004年提出“特高压输电技术及经济可行性研究”课题研究到目前为止，已建成晋东南－南阳－荆门1000千伏特高压交流输电线路、向家坝—上海±800kV特高压直流输电线路。锦屏-苏南±800kV特高压直流输电工程、哈密南—郑州±800千伏特高压直流输电工程、新疆—西北主网联网750千伏第二通道工程和淮南—上海1000千伏特高压交流工程也正式开工建设。到2015年，基本建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成“三华”（华北、华中、华东）、西北、东北三大同步电网。届时将形成“西电东送”“北电南送”的战略新模式，能进一步提高电网之间的电力资源优化配置能力。
发展特高压、加强智能电网建设现已纳入国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要。但忧虑的是中国的水电资源集中在西南，煤炭资源集中在西北，而负荷中心集中在华北、华东、华中地区，电力的远距离输送不可避免。智能电网不仅是单纯的技术问题，其建设还需要大量的基础设施投入。
4、推广与应用可再生能源
鉴于我国人口众多，用电需求量大，节能固然对缓解我国能源紧张状况的作用举足轻重。除此之外，充分开发利用现有地下化石能源，以及替代和补充能源、推广可再生资源是解决我国能源短缺问题的另一有效途径。经过数百年的巨大消耗，煤、石油和天然气这些化石能源最终将趋向枯竭，新型能源和可再生能源将成为我国能源开源的突破口。
随着智能电网全面建设一触即发。智能电网的发展，或改变我国的能源结构。我国智能电网主要是针对可再生能源的需求设计的。我国的可再生能源主要是风电、光电，但无论风电还是光电，都有波动大、预测难、不连续的特征，会给电网带来很大的干扰。智能电网以无处不在的智能传感器为触手，以高速双向通信网络为纽带，以智能决策支持系统为大脑，能清晰地掌握电量供需状况，合理地安排消费或储能，对于接纳不稳定的可再生能源有着立竿见影的作用，可以大幅提高电网接纳可再生能源电力的能力。
智能电网的基础上，分布式可再生能源发电将得到极大的发展。例如屋顶光伏，用户自己发电自己使用，不足部分则从电网购买，若有多余电能还可以出售给电网，方便实惠，并且可极大地减轻电网负担。微网技术是解决分布式发电的最好技术，它可以将对配电网的影响减到最小，同时将对用户自身的供电可靠性提高到最大程度，其重要性不言而喻。现有研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以微网的形式接入到大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。在微网系统中，用户所需电能由风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池、以天然气和沼气等为燃料的冷/热/电联供系统，通过微电网来提供，往往可同时满足用户供热、供冷和供电的需求。
随着可再生能源产业规模的不断扩大，我国可再生能源发展面临的问题也逐步凸显，尤其在风电等新兴可再生能源发电并网方面，更是困难重重。由过去主要来自技术水平、产业发展能力方面的约束，转变为来自市场机制、发展体制方面的制约，要破解可再生能源的并网难题，需要多方面的协调配合。
三、结束语
经济调度是一个不断发展的话题，发展特高压、智能电网新技术的运用是经济调度现行有效措施；电力企业体系改革，科学合理电价机制的完善，同樣对推动电力经济调度意义深远。进入十二五期间，进一步强化经济调度的地位，加强电力工业统一规划，增加绿色发电比重，提高科技创新能力，增加智能计算机技术的投入，继续深化市场化改革将成为需要迫切解决的问题。
参考文献
【1】王志．智能电网的发展【J】．电力系统自动化，2008，26(4)：15—18．
【2】刘正．电力经济调度【J】．电力系统自动化，2009，16(19)：18—25．
【3】辛耀中．新世纪电网调度自动化技术发展趋势【J】.电网技术，201l，25(12)：l-10．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。