提高电力调度经济性的途径和措施研究.pdf

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1、第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-1-1-提高电力调度经济性的途径和措施研究 刘 波 重庆电力调度通信中心 4 0 0 0 1 4 提 要：本文运用运筹学和系统工程的理论和方法，对电网调度的经济性途径和措施进行了全面、深入的研究，从提高电源的经济性措施和降低网损的措施两方面分别找出了影响电网经济性各主要因素，并针对这些因素，提出了解决方案。而提高电源的经济性措施研究是本论文中的重点。通过对电力调度经济性措施的研究，找到了提高电网经济性的途径，本论文的实用性较强。关键词：调度 电源 网损 措施 1 背景介绍 电力是社会经济发展的强大动力，电力工业的发展制约着国民经济其它部门的发展。重庆从

2、 1 9 0 6 年开始有电，到现在已形成以 5 0 0 千伏系统为枢纽、2 2 0 千伏双回环形网络为骨干、重庆主城区及其近郊为负荷中心的联系紧密的电网；重庆电网西联四川，南接贵州，东入华中，既是“西电东送”的门户与枢纽，又是一典型的受端系统。重庆电网统调装机容量 2 6 2万千瓦，而 2 0 0 0 年、2 0 0 1 年、2 0 0 2 年的最大负荷分别为 2 9 8 万千瓦、3 4 1 万千瓦、3 7 4 万千瓦，所以重庆每年必须大量向外省（四川、二滩、贵州）买电。不仅如此，而且由于电力不足，除 2 0 0 1 年外，其余各年皆出现拉闸限电，特别是 2 0 0 2 年拉闸条次创下近 5

3、 年来的最高记录达到 6 4 4 4 条次。虽然已规划、或者开始筹建的机组不少，但是远水解不了近渴，在最近几年全国大范围缺电、向外省买电受到诸多外界因素制约的情况下，在最近两、三年，重庆都将是缺电的城市，所以我们必须合理紧凑地安排发电、供电、用电，才能在保证全市安全可靠用电的基础上，取得良好的经济效益。2 提高电源经济性的途径和措施 2.1 作好负荷预测、合理安排大机组检修 电力负荷预测是在调查、研究和掌握大量翔实资料的基础上，运用可靠的方法和手段对电力负荷的发展和趋势作出科学合理的推断，并根据电价的高低安排机组出力，对每时每刻的负荷需求作出科学、合理、经济的安排。负荷预测的精度直接影响经济调

4、度的效益，提高预测精度可以安排最大限度的检修容量，降低备用容量，减少临时出力调整和避免计划外开停机组。第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-2-2-2.1.1 2 0 0 3 年电量、最大负荷预测（电量单位：亿度 最大负荷单位：万千瓦）年 份 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3（预计）电 量 1 2 8 1 3 4 1 4 7 1 6 2 1 7 7 1 8 7.4 最大负荷 2 3 1 2 4 4 2 9 8 3 4 1 3 7 4 4 1 2.3 运用时间序列预测模型中的直线趋势预测模型计算得到表中 2 0 0 3 年的预计值

5、。2.1.2 分析重庆电网发购电量，找出 2 0 0 3 年电量增加的重点单位 重庆电网 2 0 0 1 年、2 0 0 2 年发购电量比例统计如下表：珞璜 二滩 重厂 九龙 四川 白鹤 地方 石板 狮厂 贵州 燃机 3 5%2 1%1 7%7%5%4%5%2%2%1%1%2 0 0 2 7 3%（A）2 1%（B）6%（C）3 1%2 3%1 8%7%4%5%4%4%2%1%1%2 0 0 1 7 2%（A）2 0%（B）8%（C）对上表分析：使用 A B C 分析法选取研究对象，A B C 分析法是一种寻找主要因素的方法，其基本原理是处理任何事情都要分清主次、轻重，区别关键的少数和次要的多

6、数，根据不同情况进行分析。由上表 2 0 0 1 年、2 0 0 2 年各电源单位全年电量分析可以知道珞璜、二滩、重厂属于 A类；九龙、四川、白鹤、地方小水火电属于 B类；石板水、狮子滩、贵州、燃机属于 C类。所以应该把 A 类（珞璜、二滩、重厂）作为研究对象。也就是说 2 0 0 3 年电网电量的增加将主要依靠珞璜、二滩、重厂增加电量。另外 2 0 0 3 年江口水电厂将投运，预计 5 月将有 2 台1 0 万千瓦机组并网投运，第 3 台 1 0 万千瓦机组将于 9 月并网投运，预计江口水电厂 2 0 0 3 年可发电量为 7.9 亿千瓦时。对于燃煤火电厂，2 0 0 2 年发电机利用小时数

7、和年负荷率统计如下：珞璜 重厂 九龙 白鹤 燃机 电量（亿度）6 3.9 9 3 1.3 7 1 3.3 7.3 3 1.0 2 发电机利用小时数（小时）4 4 4 4 7 1 3 0 6 6 5 0 7 3 3 0 1 0 2 0 年负荷率 5 1%8 1%7 6%8 4%1 2%从上表可以看出，白鹤、重厂、九龙年负荷率较高，燃机、珞璜年负荷率低，所以白鹤、重厂、九龙增加电量的难度很大，而对于燃机电厂，由于天然气紧缺，而且天然气发电成本高，所以致使原本调峰能力较好的重庆燃机电厂（可以在较短时间内在 0 至 1 0 万负荷间调整）的利用率太低，因此在 2 0 0 3年，在火电厂中只有提高珞璜电

8、厂的负荷率才能满足 2 0 0 3年重庆电网的电量需求。对于外购电力单位贵州、二滩和四川，从贵州购电方面，由于操作过程复杂，和贵州联系薄弱，线路走廊所处地形复杂，致使供电可靠性不高，而且可转移负荷不多（估计最大负荷在 1 0万千瓦），所以从贵州购电的机会不多；从四川购电方面，重庆和四川签有电力、电量协议，而且四川电力也比较紧张，所以今年四川送重庆的电力、电量和 2 0 0 2 年比较，将不会有大的变化；对于二滩水电厂，由于二滩电厂及其送出工程已经建设完工，而且出力受降雨量影响，根据气象部门 2 0 0 3 年度降雨量趋势预测，2 0 0 3 年流域平均降雨量正常略偏少，所以 2 0 0 3 年

9、从二滩购电也不会有大的变化。总之 2 0 0 3 年重庆电网的外购电与 2 0 0 2 年比较，将不会有大的增长。从上面统计分析可知：2 0 0 3 年电量的增加只有依靠江口电厂和珞璜电厂。第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-3-3-2.1.3 分析各电源点的电价 统调电厂电价（电价单位：元/度）如下表：珞 璜 燃 机 九 龙 白 鹤 长 寿 石 板 江 口 贵 州 四 川 二 滩 0.2 8 5 0.3 1 5 0.2 3 5 0.1 8 3 0.2 8 7 0.2 5 5 0.2 5 7 0.2 3 2 0.2 6 8 另：重厂属于重庆电力公司所有，电量属于内部核算。可以看出珞璜电价

10、并不算太高，所以 2 0 0 3 年增加珞璜电量是一个可行的措施。2.1.4 发电出力分析和火电大机组检修安排 各电源点并非全年都能满发，影响发电出力的因素有：机组计划检修、临时缺陷处理、一次能源和电网结构的限制。其中通过合理地安排电网结构工作和大机组检修，完全可以避免机组计划检修和电网结构对发电出力的限制；临时缺陷处理的时间不长；对于一次能源，重庆周边煤炭丰富，煤源没有问题，而水电出力由水情决定，丰水期多发，枯水期只能用于顶峰和事故备用。因此重庆电网的最大发、购电出力随季节和气候的变化而变化。2 0 0 3 年需要检修的大机组及其检修工期统计如下：珞璜 新厂 九龙 检修机组 3 2#机 3

11、4#机 2 2#机 2 3#机 容量（万千瓦）3 6 3 6 2 2 2 0 检修性质 小修 大修 大修 小修 检修工期（天）3 5 7 0 4 5 2 0 结合今年降雨少，水库水位不高、天然气缺乏、江口电厂要在 4 月才能发电以及外购二滩最大受到限制的实际情况，作出 2 0 0 3 年在未考虑机组检修时的全年最大发电出力和检修安排表（单位：万千瓦；其中二滩、四川使用 2 0 0 2 年实际所购电力；2 0 0 3 年各月最大负荷是根据有关资料介绍的标么值并将其折算成有名值而得来；由于二滩送出工程计划将在 4 月进行改造，所以 4 月份二滩出力按 4 6 万考虑。）1 2 3 4 5 6 7

12、8 9 1 0 1 1 1 2 火电 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 2 3 5 水电 2 0 1 5 1 5 1 5 2 7 2 7 2 7 2 7 2 7 2 7 2 7 2 7 江口 0 0 0 1 0 1 0 2 0 2 0 2 0 3 0 3 0 2 0 2 0 二滩 8 0 7 0 6 0 4 6 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0 8 0 四川 0 0 0 0 1 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 5 1 5 0 贵州 0 0 5 5 0 0 1 0 1

13、0 1 0 0 0 0 最 大 可 调 出 力 合计 3 3 5 3 2 0 3 1 5 3 1 1 3 6 7 3 8 7 3 9 7 3 9 7 4 0 7 3 9 7 3 7 7 3 6 2 检修容量 0 2 0 0 0 3 6 3 6 0 0 3 6 5 6 2 0 0 实际可调 3 3 5 3 0 0 3 1 5 3 1 1 3 3 1 3 5 1 3 9 7 3 9 7 3 7 1 3 4 1 3 5 7 3 6 2 预计最高 3 1 5 3 0 5 2 9 9 2 8 6 2 9 6 3 1 5 4 0 0 4 1 2 3 5 3 3 0 6 3 0 9 3 2 7 备用 2 0

14、 -5 1 6 2 5 3 5 3 6 -3 -1 5 1 8 3 5 4 8 3 5 从表中可以看出 2、7、8 月份负荷紧缺，尤其是 8 月份，有 1 5 万千瓦的功率缺口，不能满足高峰负荷的需要；1 1 月份情况较宽松，主要是由于天气凉爽，负荷相对较轻，同时江口水电厂完全投运，所以备用较为充分；5 月、6 月、1 0 月、1 2 月基本可满足珞璜电厂一台 3 6万千瓦机组事故停机需求；4 月、9 月基本可满足一台 2 2 万千瓦（或 2 0 万千瓦）机组事故停第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-4-4-机需求；1 月和 3 月，不能满足任何一台 2 0 万千瓦以上机组事故停机需求。

15、当出现以上缺口情况时，只能对采取停、限电措施，以满足安全的需要。另外本方案考虑燃机全年满发，当燃机电厂由于缺少天然气原料而不能发电时，情况将更加差。2.2 水库经济调度 合理、经济调度水电站是整个电网经济调度的重要内容之一，重庆电网水电厂装机容量极其水库特性统计如下：单位 装机 单机组合 流量 有效库容 水库调节性 狮站 4.8 4 1.2 4 3 0 7.4 8 年调节 上硐 2 1 0.3+1 0.7 5+1 1 5+3 8+5 2 日调节 回站 1.6 2 0.8 2 4 2 日调节 下硐 3.0 2 1.5 2 3 7.5 日调节 长寿发电总厂 大站 4.5 4 0.8 7 5+1 1

16、 4 1 3+1 5 1.1 3 不完全年调节 石板水 1 1.5 3 3.5 +1 1.0 3 1 9.6+1 1 0.7 6 9 3 季调节 江口 3 0 3 1 0 3 1 0 4 3.0 3 季调节 表中装机容量单位：万千瓦，流量单位：立方米/秒，有效库容单位：亿立方米。水库经济调度的效益主要取决于以下 4个方面：A防止弃水，B调峰效益，水电厂可以承担系统负荷变化最快时的部分，承担火电不足部分负荷，保证电网安全；C 事故备用效益，在火电机组事故跳闸后，由于水电机组开机和增加负荷速度快，能够在几分钟内开出机子并带满负荷，所以水电是良好的事故备用电源；D 水头效益，水电厂高水位运行，利用来

17、水多发电；E 效率效益，同一水位下，水电机组的效率随出力而不同。在这 5种因素中，防止弃水效益最大，是调度计划中应该首先考虑的因素，后 4个因素中，调峰效益最大，事故备用次之，水头效益再次之，效率效益一般情况下不考虑。水电厂的经济调度分为：单一水电厂（大洪河、石板水以及江口）的经济调度和梯级水电厂（狮站、上硐、回站、下硐）的经济调度。为此，水电厂（狮子滩水库、大洪河水库、石板水水库、江口水库）发电策略是丰水期前夕排空水库，在丰水期来临时，尽量多发电，以减少由于迫不得已泄洪而造成的损失，在平水期、枯水期用作电网调峰和事故备用，尽量把有限的水电电力、电量用在系统电力电量紧缺的时候，保证电网安全和用

18、电可靠性。对于狮子滩梯级水电站，不但要考虑狮子滩水库的合理利用，而且要考虑整个梯级（共 4 级）水电站的经济运行，尽可能在各梯级水电站都不弃水前提下，满足水、电及电网的各种约束条件，使整个梯级水电厂发挥出最大的效益。对水电机组合理安排检修，也是水电厂经济调度的内容之一。由前面水电装机容量表可以看出，重庆电网的水电单机容量较小（最大单机为 1 0 万千瓦，最小单机甚至只有 0.3 万千瓦），与系统负荷比较相对较轻，检修比较好安排，水电机组检修一般安排在枯水期，在丰水期安排水电机组检修是错误的（水电机组需要事故抢修除外）。对于狮子滩梯级水电厂，在枯水期如果需要安排机组较长时间检修时，必须安排其相应

19、的梯级发电策略，使梯级水电厂不弃水。第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-5-5-而在平时深夜，当系统负荷轻轻时，应常安排水电机组脱离备用进行安全检查，以保证重负荷时的发电需要。2.3 外购电研究 向外网购电，主要是向二滩购电。随着二滩水电厂及其送出工程的建成完工，重庆向外网购电基本达到了一个相对稳定的阶段，而二滩电价相对较低，同时二滩是一个水电厂，其出力当然也受到来水的影响，所以如何合理、经济地用好二滩电力、电量是提高重庆电网电力调度经济性重要内容之一。二滩电力、电量合理利用，主要分为两个阶段，其一是丰水期，另外就是枯水期。在丰水期，应该少发九龙、珞璜，多用二滩，以减少电网运行成本；在枯

20、水期，则应该尽量少用二滩出力，尽量让原料丰富的火电厂多发，而把二滩作为调峰能力很好的调峰电源；这就需要切实作好负荷的日计划曲线，负荷日计划曲线作得好，则可以最大限度地经济利用外购电力、电量。2.4 联合电力系统经济调度 重庆电网与四川电网、华中电网联网运行，三大电网高峰时间不一致，联合电力系统经济调度的目的是确定各系统间的联络线交换功率计划，以错开峰谷，降低备用容量，提高火电机组的负荷率，充分利用能源。另外当有机组事故停机时，可以通过调度之间相互协商，在情况允许时相互支援，尽量避免拉闸限电。3 降低电网损耗，提高电网经济性 电能在电网中传输，必然有损失，简称网损，网损率=电网损耗电能/供电量1

21、 0 0%，重庆电网 1 9 9 8 年2 0 0 2 年的网损如下表统计：年 份 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 网 损 9.0 2%8.9 1%8.2 5%8.4%8.1%重庆电网 2 0 0 2年发购电量是 1 7 7亿度，假如采取措施后，将网损降低 0.5%，则将节约1 7 7 0.5%0.2 5=2 2 1 3 万元（其中电力公司从各电厂购电电价按 0.2 5 元/度计算），由此可见，降低网损就是降低成本，从而提高经济效益。降低网损的因素很多，对于调度系统，主要是合理安排运行方式、密切注意无功补偿设备的投退，遵守无功就地平衡原则，尽量减

22、少在电网中输送无功功率，从而减少损耗。4 减少拉闸损失，提高电网经济性 由上所述可知，2 0 0 3 年肯定将出现电力短缺情况，缺电原因分为本身出力不足和机组事故停机后无备用容量两种情况，电力短缺对电力公司、用户都将产生损失，电网调度在此时就要特别注意在兼顾社会稳定、用户效益时，尽量减少对电力公司所造成的损失，具体措施如下：当是短时缺电时应该考虑先边远后近郊的原则，当是经常性缺电时，只有采取各片区轮流限电原则。在具体操作中应注意：优先限制地方电网的下网电力，地方电网都是对边远地区供电，重庆市远郊有 1 0 多个地方电力公司，按照每个地方电力公司少下网 1 万千瓦计算，就可以限制 1 0 多万负

23、荷；优先限制电价低的用户，特别是趸售的用户（其电价只有正常电价的 7 0%左右）；优先限制工业负荷，特别是效益不好，生产时断时续的企业，因为这类企业可以在系统不缺电力时再进行生产，对整月用电量没有减少多少，对电价较高用户比如商业用第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-6-6-电等要重点保证。由于具体限电措施已经下放给各供电局地调，而各供电局地调就要对本地区的负荷性质了如指掌，这样才能保证本措施的有效实施。5 总结 电力系统经济运行是在保证供电可靠性和电能质量前提下求得总费用最小。对于电力调度，分析掌握电网运行规律，做好年度负荷预测、能源资源和设备容量的综合平衡，合理利用水电出力，这是保证电

24、网安全、优质、经济运行的物质基础，是提高电力调度经济性最重要的途径和措施。而且在日常的调度工作中，在满足负荷平衡的前提下，要尽量让电价低、环保的电厂多发，以在安全的前提下取得较好的经济效益。对于网损和限电措施，它们和负荷平衡相比相对独立，是影响电网经济调度的重要因素，降低网损和采取有效限电措施主要是一个管理问题，应把它们融入日常的调度工作中，这样可以在几乎不投入的基础上，明显降低生产成本，减少损失，从而提高电力公司的经济效益。参考文献 1 陶谦坎，汪应洛主编.运筹学与系统工程.北京：机械工业出版社，2 0 0 1 2 肖国全，王春，张福伟编著.电力负荷预测.北京：中国电力出版社，2 0 0 1

25、 3 王世祯主编.电网调度运行技术.沈阳：东北大学出版社，1 9 9 7 作者从业简介：刘波（1 9 7 0-），男，工程师，1 9 9 4 年毕业于重庆大学电气工程系电力系统极其自动化专业，长期从事电网调度工作。论文所属专业：调度综合技术管理 第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集-7-7-T H E R E S E A R C H O F A P P R O A C H A N D M E A S U R E S I N E N H A N C I N G E C O N O M I C S O F T H E E L E C T R I C A L P O W E R D I S P

26、A T C H L I U B o (C h o n g q i n g E l e c t r i c a l P o w e r D i s p a t c h&C o m m u n i c a t i o n C e n t r e)A b s t r a c t:T h e a r t i c l e a p p l i e d t h e t h e o r i e s a n d m e t h o d s o f t h e O p e r a t i o n s R e s e a r c h a n d t h e S y s t e m E n g i n e e r i

27、 n g t o r e s e a r c h t h e e c o n o m i c m e a s u r e s o f p o w e r-n e t a d j u s t m e n t f u l l y.W e f o u n d o u t e a c h m a i n f a c t o r o f i n f l u e n c i n g t h e p o w e r-n e t e c o n o m i c p e r f o r m a n c e f r o m t h e r e s e a r c h.T h e f a c t o r s i n

28、 c l u d e d i m p r o v i n g t h e e c o n o m i c m e a s u r e s o f p o w e r,d e c r e a s i n g p o w e r-n e t d i s s i p a t i o n,e n h a n c i n g t h e p o w e r d e m a n d m a n a g e m e n t.W i t h t h o s e f a c t o r s,w e p u t f o r w a r d t h e c o r r e s p o n d i n g m e a

29、 s u r e s a n d a s s e s s e d t h e i r f e a s i b i l i t i e s.P r o v i n g t h e e c o n o m i c m e a s u r e s o f p o w e r i s t h e e m p h a s e s.F r o m t h e r e s e a r c h,w e c a n p r o v e t h e p o w e r-n e t e c o n o m i c p e r f o r m a n c e.I d e e m t h a t i t i s u s e f u l v e r y m u c h.