《电力工程》
课程综合论文
姓名：纪宁波
学号：0945533115
班级：09电气（1）班
专业：电气工程及其自动化学院：电气与信息工程学院
2012年12月
关于电力系统优化技术若干问题的研究
纪宁波
摘要：
随着全国联网和竞争性电力市场的建设, 以及国家节能、环保、经济调度( 节能、降耗、减排) 政策的实施, 互联电力系统运行中不确定因素可能不断增多, 各种运行风险将难于预测。而过去的研究中, 把电力系统优化调度问题分解为多个优化调度子问题并进行简化, 未充分考虑各个子问题之间的协调配合, 缺少把这些孤立的功能整合协调起来的理论支持, 各个子问题的优化调度计算结果主要依靠人工调度来协调和修正, 使得优化调度效果及电力调度决策智能化水平大打折扣。因此, 研究电力系统优化调度协调模型及机制, 提高电网调度决策智能化水平, 对确保电网安全与经济运行有着极其重要的意义[5]。
关键词：电力工程；电力监控数据库；电力节能减排；电压质量；竞争性电力市场；资源优化配置；
一、电力监控数据库设计及优化查询技术
随着电力工业模拟市场运行的发展，我国中小型变电站的运行模式正从早期的常规保护、人工控制发展到现在的无人值班远动控制，进而向系统综合自动化方向发展。35 A 数据规划数据库不仅要详细描述电网模型，而且要描述监控系统本身，以及监控系统对数据的处理、显示等。
根据应用领域的不同，数据库应该包含的内容也不同。从运行人员的角度看，数据库要描述电网拓扑、电网元件对象状态，某些高级应用还需要描述电网元件的参数（阻抗、变比、对地阻抗等）、设备使用；从监控系统的角度看，数据是按模拟量、状态量、电度量分类处理的，需要描述测点配置情况、越限报警配置处理策略、虚拟测点配置、计算公式配置、监控系统BCD 设备本身数据等；从数据形象化的角度看，对象应该是空间多媒体数据，不仅仅包括对象属性数据，还包括空间地理数据、图像数据、声音数据和视频数据。面向主题的历史数据管理对于海量数据，首先可以采取定期转储的办法，即每隔一定的时间把历史数据库中的一部分数据从数据库中移出。这样在历史数据库中随时只保持着一定数量的数据（例如可以只保持一年的数据），这在一定程度上控制了数据量。但是，因
为数据测点多（往往达到上百点）、存储时间间隔短，一年的数据往往也有上百万条记录。查询的时候都是按这样的模式：给定线路、时间段查询该线路所有测点；若数据表按照一个测点一条记录的方式存储，必然要用到交叉表查询，而一个有百万条记录的数据表的笛卡儿积将有百万<百万条记录，查询效率显然低下。
因此要优化查询技术，监控系统长期运行，历史数据越来越多，会产生“数据爆炸”问题，严重影响数据访问速度，甚至引起事务冲突而导致系统崩溃。系统采用了如下一些优化技术。为数据库建立索引索引是数据库用于提供对表的快速访问的表结构，它基于一个或多个列的值，索引含有数据值和指向含有这些值的行的指针。数据库也会给主键约束会自动建立索引。那么，设计组织监控系统的数据库时，应首先分析数据的特点，将查询时最频繁利用的属性定义为数据的主键，数据库会自动为其建立一个索引，从而加速查询。有时，用于查询的数据属性无法建立主键，为了实现快速查询，需要建立相应的索引。例如模拟量测数据表中最常被检索的字段EFG!# 被设为有重复的索引属性[1]。
二、电力节能减排与资源优化配置技术的主要思路是：
（1）通过实施“差别电量计划”(政府宏观调控或计划调控)改变传统的平均分配发电利用小时数的发电模式，增加大容量、高效率、环保机组的发电小时数，减少能耗高、污染大的小火电机组发电小时数，充分发挥高效、环保、节能发电机组的节能减排优势。
（2）利用市场手段，开展关停小火电补偿发。电量指标交易，建立高效、环保、节能机组与高耗能、高污染的关停小火电机组之间在一定时期内(比如3 年)的经济补偿机制(即建立小火电关停的市场补偿机制)，对做出历史贡献的关停小火电机组进行合理补偿，实现电源结构的调整，避免采用容易引起矛盾的行政命令手段。关停小火电是实现节能减排目标的重要措施，而建立小火电关停的经济补偿机制是实现小火电顺利关停的前提条件。
（3）开展“以大代小”的发电权交易，促进小火电由少发电变为不发电，增加大容量、高效率、环保机组的发电小时数，充分发挥其节能减排的优势。
（4）开展大容量、高效率、环保机组参与的跨省跨区电能交易(外送电交易)，充分发挥其节能减排的优势，促进更大范围内的资源优化配置。
（5）开展大容量、高效率、环保机组参与的、政府批准的大用户直购电交易，
充分发挥其节能减排的优势，加强省内资源优化配置。通过上述五招“组合拳”发挥大容量、高效率、环保机组的竞争优势、边际成本优势和节能减排优势，不断提高其市场份额，逐步使小火电机组退出市场，实现电源结构的调整及节能减排的目标，进而形成和谐共赢的局面[2]。
三，电力系统无功优化调度以及电力系统无功优化的模型综述
电压质量是电力系统电能质量的重要指标之一，在诸多电能质量问题中，电压波动过大造成的危害最为广泛：不但直接影响电气设备性能，还将给系统的稳定、安全运行带来困难，甚至引起系统电压崩溃，造成大面积停电，如1977 年的纽约大停电被确认是由无功问题引发的；1987 年7 月的东京大停电也被认为是由夏季用电高峰期间的无功缺乏和电压崩溃引起的[1]。通过无功优化调度可以优化电网的无功潮流分布，并降低电网的有功损耗和电压损耗，从而改善电压质量，使用电设备安全可靠地运行。在保证现代电力系统的安全性和经济性方面，无功优化调度的重要性已得到了全球的关注[4]。
协调调度模型与方法，在空间尺度上, 由于电力系统优化调度涉及的范围大, 在进行优化时有必要采用分层分区的协调原则。
在电力生产环节上的协调在发电环节, 从国际经验看, 目前的发电调度规则主要有3 种模式:
1) 发电调度模式Ⅰ: 在满足电网安全约束的前提下, 对各类机组平均分配发电利用小时数的调度模式。目前, 中国大多数省( 自治区、直辖市) 及一些发展中国家使用该发电调度模式。该模式不利于/ 节能、环保、经济调度0目标的实施。
2) 发电调度模式Ⅱ: 在满足电网安全约束的前提下, 按照节能、环保机组优发电的原则, 实施节能、环保排序的调度模式, 该模式称为: 节能、环保、经济发电调度模式。亦即: 在保障电力安全可靠供应的前提下, 按各类发电机组的效率( 能耗水平或煤耗、油耗指标和环保排放指标) 进行综合排序, 实行有序调度, 最大限度地体现节约能源、保护环境的产业政策, 实现节能、降耗、减排的目标。该模式要求依法贯彻落实国家可再生能源法中有关可再生能源发电电价、电量等政策, 加大对可再生能源的扶植力度, 实现水电等可再生能源全额上网。一些国家使用过或正在使用该发电调度模式。中国目前正在准备推行该模式[5]。
3) 发电调度模式Ⅲ: 在满足电网安全约束及节能环保排放指标的前提下, 对发
电调度实行市场机制( 竞争性电力市场) , 按照电厂( 机组) 的报价进行发电排序调度, 发挥高效率发电机组综合优势。目前, 一些市场经济比较完善的国家使用该模式。中国目前也正在推行该模式。当然, 该模式也兼顾可再生能源、环保能源的有关政策。在兼顾安全与经济的优化目标上的协调安全与经济的协调问题, 研究是如何在安全与经济2 个目标之间进行统筹协调, 达到在安全允许条件下的经济效益最大化的总体目标[ 5-6] 。电力系统优化调度的最优目标与约束条件之间的关系在一定意义上是经性与安全性之间的关系, 目标与约束之间具有一种/ 对偶0 关系。这种对偶关系有2 层含义:其一, 约束和目标可以以某种方式进行/ 转换0, 这种性质在线性规划对偶理论中已获得严格的证明, 在非线性规划中至少是局部成立的( 因为非线性模型在局部可以线性化) ; 其二, 安全约束条件越严格, 经济目标的优化性就会越差, 为了得到更优的结果, 在确保电网安全运行的条件下, 凡能够放宽约束的地方就应适当放宽。因此, 在优化调度中对安全和经济2 个目标存在不同的侧重: 年度、月度、周、日前、滚动优化调度目标主要考虑经济性,将电网安全作为约束条件; 偏差及电网阻塞在线校正控制主要以电网安全运行作为目标; 实时平衡优化调度中的电网安全必须全面考虑, 在电网安全运行基础上优化经济调度目标[5]。
结语
当前, 我国电力市场还在建设与完善当中, 电力系统优化调度协调控制仍处于起步阶段, 与之相关的理论研究还有待于进一步的深入, 优化调度协调控制体系更需要多方面的力量予以研究和实施。我们有理由相信, 随着电力系统优化调度协调理论及应用的不断发展, 将有助于全面提高电网调度决策智能化水平, 实现优化调度的协调控制, 进一步提升电力系统优化调度效果, 确保在市场环境下电网的安全、稳定、经济运行。安全、稳定、经济运行[5]。
参考文献
[1] 高卓.朱兆勋.电力监控数据库设计及优化查询技术［J］.工业控制计算机,2004,(14): 61-68
[2] 尚金成.张立庆.电力节能减排与资源优化配置技术的研究与应用［J］.电网技术,2007,(31):59-60
[3] 许文超.郭伟.电力系统无功优化的模型及算法综述 [J].电力系统及其自动化学报,2003,(15):100-104
[4] 张勇军.任震.李邦峰.电力系统无功优化调度研究综述 [J] .电网技术2005,(29):50-54
[5] 尚金成.周劼英.程满.兼顾安全与经济的电力系统优化调度协调理论[J].电力系统自动化,2007,(31):28-31
[6] 王建学.王锡凡.陈皓勇.王秀丽.基于协同进化法的电力系统无功优化[J]. 中国电机工程学报,2004,(24):125-126