经济调度
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– 完成各环节的实时信息的采集，并将之传送至调度中心
的计算机控制系统
自动发电控制（AGC）
– 频率控制
发电计划（GS）
网络分析（NA） 调度员培训模拟（DTS）
欢迎提出 宝贵意见
谢谢！
定频控制方式 定交换功率控制方式 定频定交换功率控制方式 自动修正时差控制方式 自动修正交换电能差控制方式 自动修正时差及交换电能差控制方式
重要概念：系统中各处频率其实是不同的
定频控制方式
保持系统频率不变，适合独立的电力系统或联 合电力系统中的主系统
区域控制误差为： ACE=-KΔ f k ——本系统的频率偏移常数，应取为接近系统的 综合频率调节效应
经济调度计划 负 荷 变 化 幅 度 实时经济调度 自动发电控制 调速器动作 t
不同周期负荷 变化与相应的 调度控制功能
10~20秒 1~3分 5~10分
经济调度的内容
研究用户需求（负荷预测） 机组间经济负荷分配 协调发电厂的发电经济性和网络送电的经济性 机组经济组合（火电机组启停计划） 水火电协调的经济调度 联合电力系统协调 最优潮流 水库调度计划和燃料调度计划
一般，由水电厂承担负荷曲线的变化部 分，而水电厂的调节能力受到限制时， 火电机组必须开停，以适应负荷的变化。 满足一天电力负荷变化和安全备用的条 件下，确定火电机组的启停计划，使全 天燃料费用最小
机组组合
机组组合在满足系统负荷、备用容量、 机组容量、最小启动时间和最小停机时 间等约束条件下，考虑机组启动费用和 发电费用特性，确定系统各区域的电厂、 机组次日规定时段的开停机计划，使一 定时间周期内总费用为最小
调频厂的选择
主调频厂：1~2个发 电厂 辅助调频厂：少数发 电厂 非调频厂
水火电并存的系统中： 选择大容量的水电厂 作为调频厂 火电系统中，效率低 的机组进行调频
调频厂选择的要求：具备足够的调频容量和调整范围，能比较 迅速地调整出力，调整出力时符合安全和经济原则，功率交 换对电网稳定和电压稳定不影响
安全监视与控制（SCADA）
– 完成各环节的实时信息的采集，并将之传送至调度中心
的计算机控制系统
自动发电控制（AGC）
– 频率控制
发电计划（GS）
网络分析（NA） 调度员培训模拟（DTS）
调度自动化的基础
调度自动化系统 EMS
电力通信系统
SCADA
厂站自动化系统
三 电力系统经济调度
dF dF 等微增率准则： dP dP
1 1 2
2
dF dP
n
n
F
O
P
F
市场中等微增率调度的变化
目标出现了变化，传统的以煤耗最低为 目标的调度转化成了以电网购电成本最 低为目标，于是，必须探寻电厂的报价 曲线。 报价与发电量相关，调度对电厂的信息 了解会逐渐出现“盲区”，对电网的安 全运行产生威胁。
PL PG BGG PG PG BGO BOO
T
T
等微增率准则分配负荷
dF dP
1
/(1 PL )
1
P
1
dF dP
2 2
/(1 PL )
P
2
dF dP
n n
/(1 PL )
P
i
n
总供电容量等于用户需求
P P P
i L
D
3.4 机组经济组合
21世纪 数字电力时代 大电网时代
小电网时代
1882—
孤立发电时代
我国电力一次系统情况简介
基本形成了500KV 和330KV的骨干网 架 大电网已覆盖全部 城市和大部分农村 以三峡为中心的全 国联网工程开始启 动 进入远距离、超高 压、跨地区输电阶 段
控制对象（电网）的基本特点
以下基本事实不可更改 事实1：电网分布是广域的 事实2：电网动态是快速的 事实3：全局决策是慢速的 事实4：电网动态是复杂的 事实5：设备故障是预兆的
机组经济组合
称为开停机计划：在 保证系统安全运行的 前提下，在所研究的 周期中，合理地安排 机组的运行，使系统 的运行成本最小 目前主要的方法有优 先次序法、动态规划 法、整数规划法等。
检修计 划 水电调 度
负荷预 测
机组组 合
安全分 析
区域交 换计划
有功经 济分配
最优潮 流
3.5 水火电协调的经济调度
调度原则：统一调度， 目前的5级调度 分级管理 国家调度 大区调度 省级调度 地级调度 县级调度
调度管理的组织形式
国家调度中心 网局调度中心 直属 电厂 直属 变电站
省级调度中心
省属 电厂
地区调度中心
省属 变电站
地方电厂
县级调度中心
地方变电所
变电所
2.1调度机构设置的原则
自动发电控制 ——AGC的基本 目标
发电出力与负荷平衡； 保持系统频率为额定值 使净区域联络线潮流与计划相等 最小化区域运行成本
第一个目标与调频一次调整有关；第二个和第三个目标与频率 的二次调整有关，也称负荷频率控制（LFC）；第四个目标
也与频率的二次调整有关，又称为经济调度控制
实现AGC的不同控制方法ຫໍສະໝຸດ Baidu
经济调度的用途
实时发电控制（AGC、电压控制、潮流 越限的处理等，要求计算速度快、结果 准确可靠) 逐日编制发电计划（主要是机组组合与 发电计划，对计算速度的要求较低、但 要求经济性、稳定性良好）
3.1 研究用户需求
预测精度直接影响经济调度的效益 与预测精度相适应，运行中的机组承担负荷备 用 负荷备用包括：1）计划外的负荷变动；2）调 频；这些在实时发电控制中实现 传统的调频任务由1-2个主调频厂承担，但随着 电力系统的扩大，相同的频率偏移对应的负荷 偏差越来越大，需要的调频容量越来越多，需 要多个电厂同时进行调解，于是出现了AGC
水电机组的耗水量及其微增率曲线与工 作水头有关，其经济性不仅取决于它的 机组特性，更取决于它的水库调节特性 从水电厂角度看，希望用最少的水量发 出最多的电量，即尽可能维持高水头和 高效运行；而系统希望水电厂尽可能承 担负荷变化，因为峰荷时段发电费用远 高于其他时段
3.6 联合电力系统协调
系统互联运行可以提高安全运行水平， 互联时能够有更多机组参加调节，发生 故障时系统间可以互相支援，得到较好 的经济。
Bi与I区域的发电机、 负荷调节特性有关， 它等于发电机调差系 数与负荷调节效应系 数值和。
B
i
1
R
i
K
Li
3.2 机组间经济负荷分配
基础资料：机组的煤耗量及其微增率曲 线 分配原则：等微增率分配 目的：控制各机组的出力分配，使电网 运行成本最小
火电机组经济特性曲线的编制
等微增率调度
电力系统运行状态分析
状态： 正常 警戒 紧急（特急） 崩溃 恢复
反映了系统
运行对计划的
需要
1.2 调度管理的任务
安全 不安全绝对不经济。 合格（优质）频率、电压和波形的指标； 对用户负荷类型的约束 经济（经济目标随社会发展而变化） 有计划
二、调度管理的组织形式
3.7 最优潮流
最优潮流将电力系统经济调度和潮流计 算有机结合在一起 以潮流方程为基础、进行经济与安全、 有功与无功的全面优化，是一种理想的 算法 由于模型超大、约束很多、在算法上研 究较多，实用上较少 被理论界认为是经济调度中“昂贵的玩 具”
最优潮流的典型模型
目标：系统总发电费用最小（实际中可 选用不同目标） 约束：潮流约束、功率约束、电压约束、 系统其他状态约束等 随着电力市场的发展，最优潮流的用武 之地会大幅增加
在上述第三种方式的基础上，扩充了对联络线 交换电能差的修正功能
区域控制误差为： ACE=Δ PT-KΔ f-KwΔ w
自动修正时差及交换电能差控 制方式
上述五种方式的全面综合
区域控制误差为： （a） ACE=ΔPT-KΔf-KtΔt-KwΔw
定频定交换功率控制方式
特点： 各区选择适当的Bi，当 负荷扰动发生在外区 时，本区的AGC几乎 不控制，只由发电机 一次调节支援受干扰 区域；当负荷发生在 本区时，则由本区 AGC调节，使频率与 交换功率达到规定值。
3.8 水库调度计划和燃料调度计划
属于长期经济调度问题，一般以年为调 度周期，以季或月为计算时段 长期经济调度中，由于天然来水或系统 负荷事先难以准确知晓，常用概率模型 问题进行处理（有时也称为不确定性问 题） 合适的方法是动态规划法和随机动态规 划法
四、经济调度的软件
安全监视与控制（SCADA）
各系统容量 系统结线方式；网架结构，多电压等级 系统生产特点；水调、热调的出现。 社会管理体制
调度机构设置
调度机构
方式处
调度处
自动化处
保护处
通讯公司
交易处
2.2调度中心的任务
1、保证电力系统的运行安全
（事故的危害大、提高技术人员的水平、丰富其经验、 提高调度自动化程度）
2、保证电能符合质量标准
中长期电压稳定 小扰动功角稳定
暂态稳定 电磁暂态
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
Sec.
对电网的协调性要求较强
发、输、供、用瞬时完成 负荷的随机性
设备状态多变
自然环境的影响
引起故障的状况复杂多样，事故波及
面广，危害大
实际上，各级调度中心的调度人员和各变电站、 发电厂的值班人员凭借各种各样的仪表和自动化 监控设备，共同完成对系统的控制
区域控制误差为： ACE=Δ PT-KΔ f
目前自动发电控制多采用此种控制方式
自动修正时差控制方式
在上述第三种方式的基础上，又增加了对时间 偏差的修正功能
区域控制误差为： ACE=Δ PT-KΔ f-KtΔ t； 时间偏差是指与系统频率密切相关的电钟与标 准天文时间的偏差
自动修正交换电能差控制方式
3.3 发电经济性和网络送电经 济性协调
网络潮流不同，网损不同 网损与网络结构、网络参数及潮流分布 有关 实际中，随着负荷的变化，机组出力变 化，网损也在不断变化。 网损的计算较之于机组负荷分配更为困 难
网损修正系数的计算
计及网损时的经济调度
在一定简化条件下，将网损表示成发电 厂出力的二次函数
定交换功率控制方式
能够保持联络线交换功率的恒定，用于联合电 力系统中的小容量系统
区域控制误差为： ACE=Δ PT Δ PT ——联络线交换频率偏差
定频定交换功率控制方式
要同时检测系统的频率偏差Δ f和联络线交换 功率偏差Δ PT ，判断出负荷发生变化的区域， 即由该区域内的调频机组做出相应的响应，平 衡负荷的变动
（频率偏差0.2、电压偏差5%、波形高次谐波）
3、保证电力系统运行的经济性
（降低发电成本，减少网络传输损失）
调度中心的任务
集中地控制指挥整个电力系统的正常运行， 安全经济的向所有用户提供合乎质量的电 能；在系统发生偶然事故的时候，迅速切 除故障，防止事故扩大，尽早恢复电力系 统的正常运行。
调度中心主站的基本功能
电力系统经济调度
华北电力大学电力市场研究所
曹昉
主要内容
调度的概念 我国的调度机构及其各部分作用 电力系统经济调度
一 什么是电力系统调度
简言之；调度就是对运行的控制 包括：控制系统中各元件的状态（开、 关），协调系统各状态的变化
1.1相关基本知识（为什么调度）
电力系统的飞速发展
的计算机控制系统
自动发电控制（AGC）
– 频率控制
发电计划（GS）
网络分析（NA） 调度员培训模拟（DTS）
欢迎提出 宝贵意见
谢谢！
定频控制方式 定交换功率控制方式 定频定交换功率控制方式 自动修正时差控制方式 自动修正交换电能差控制方式 自动修正时差及交换电能差控制方式
重要概念：系统中各处频率其实是不同的
定频控制方式
保持系统频率不变，适合独立的电力系统或联 合电力系统中的主系统
区域控制误差为： ACE=-KΔ f k ——本系统的频率偏移常数，应取为接近系统的 综合频率调节效应
经济调度计划 负 荷 变 化 幅 度 实时经济调度 自动发电控制 调速器动作 t
不同周期负荷 变化与相应的 调度控制功能
10~20秒 1~3分 5~10分
经济调度的内容
研究用户需求（负荷预测） 机组间经济负荷分配 协调发电厂的发电经济性和网络送电的经济性 机组经济组合（火电机组启停计划） 水火电协调的经济调度 联合电力系统协调 最优潮流 水库调度计划和燃料调度计划
一般，由水电厂承担负荷曲线的变化部 分，而水电厂的调节能力受到限制时， 火电机组必须开停，以适应负荷的变化。 满足一天电力负荷变化和安全备用的条 件下，确定火电机组的启停计划，使全 天燃料费用最小
机组组合
机组组合在满足系统负荷、备用容量、 机组容量、最小启动时间和最小停机时 间等约束条件下，考虑机组启动费用和 发电费用特性，确定系统各区域的电厂、 机组次日规定时段的开停机计划，使一 定时间周期内总费用为最小
调频厂的选择
主调频厂：1~2个发 电厂 辅助调频厂：少数发 电厂 非调频厂
水火电并存的系统中： 选择大容量的水电厂 作为调频厂 火电系统中，效率低 的机组进行调频
调频厂选择的要求：具备足够的调频容量和调整范围，能比较 迅速地调整出力，调整出力时符合安全和经济原则，功率交 换对电网稳定和电压稳定不影响
安全监视与控制（SCADA）
– 完成各环节的实时信息的采集，并将之传送至调度中心
的计算机控制系统
自动发电控制（AGC）
– 频率控制
发电计划（GS）
网络分析（NA） 调度员培训模拟（DTS）
调度自动化的基础
调度自动化系统 EMS
电力通信系统
SCADA
厂站自动化系统
三 电力系统经济调度
dF dF 等微增率准则： dP dP
1 1 2
2
dF dP
n
n
F
O
P
F
市场中等微增率调度的变化
目标出现了变化，传统的以煤耗最低为 目标的调度转化成了以电网购电成本最 低为目标，于是，必须探寻电厂的报价 曲线。 报价与发电量相关，调度对电厂的信息 了解会逐渐出现“盲区”，对电网的安 全运行产生威胁。
PL PG BGG PG PG BGO BOO
T
T
等微增率准则分配负荷
dF dP
1
/(1 PL )
1
P
1
dF dP
2 2
/(1 PL )
P
2
dF dP
n n
/(1 PL )
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总供电容量等于用户需求
P P P
i L
D
3.4 机组经济组合
21世纪 数字电力时代 大电网时代
小电网时代
1882—
孤立发电时代
我国电力一次系统情况简介
基本形成了500KV 和330KV的骨干网 架 大电网已覆盖全部 城市和大部分农村 以三峡为中心的全 国联网工程开始启 动 进入远距离、超高 压、跨地区输电阶 段
控制对象（电网）的基本特点
以下基本事实不可更改 事实1：电网分布是广域的 事实2：电网动态是快速的 事实3：全局决策是慢速的 事实4：电网动态是复杂的 事实5：设备故障是预兆的
机组经济组合
称为开停机计划：在 保证系统安全运行的 前提下，在所研究的 周期中，合理地安排 机组的运行，使系统 的运行成本最小 目前主要的方法有优 先次序法、动态规划 法、整数规划法等。
检修计 划 水电调 度
负荷预 测
机组组 合
安全分 析
区域交 换计划
有功经 济分配
最优潮 流
3.5 水火电协调的经济调度
调度原则：统一调度， 目前的5级调度 分级管理 国家调度 大区调度 省级调度 地级调度 县级调度
调度管理的组织形式
国家调度中心 网局调度中心 直属 电厂 直属 变电站
省级调度中心
省属 电厂
地区调度中心
省属 变电站
地方电厂
县级调度中心
地方变电所
变电所
2.1调度机构设置的原则
自动发电控制 ——AGC的基本 目标
发电出力与负荷平衡； 保持系统频率为额定值 使净区域联络线潮流与计划相等 最小化区域运行成本
第一个目标与调频一次调整有关；第二个和第三个目标与频率 的二次调整有关，也称负荷频率控制（LFC）；第四个目标
也与频率的二次调整有关，又称为经济调度控制
实现AGC的不同控制方法ຫໍສະໝຸດ Baidu
经济调度的用途
实时发电控制（AGC、电压控制、潮流 越限的处理等，要求计算速度快、结果 准确可靠) 逐日编制发电计划（主要是机组组合与 发电计划，对计算速度的要求较低、但 要求经济性、稳定性良好）
3.1 研究用户需求
预测精度直接影响经济调度的效益 与预测精度相适应，运行中的机组承担负荷备 用 负荷备用包括：1）计划外的负荷变动；2）调 频；这些在实时发电控制中实现 传统的调频任务由1-2个主调频厂承担，但随着 电力系统的扩大，相同的频率偏移对应的负荷 偏差越来越大，需要的调频容量越来越多，需 要多个电厂同时进行调解，于是出现了AGC
水电机组的耗水量及其微增率曲线与工 作水头有关，其经济性不仅取决于它的 机组特性，更取决于它的水库调节特性 从水电厂角度看，希望用最少的水量发 出最多的电量，即尽可能维持高水头和 高效运行；而系统希望水电厂尽可能承 担负荷变化，因为峰荷时段发电费用远 高于其他时段
3.6 联合电力系统协调
系统互联运行可以提高安全运行水平， 互联时能够有更多机组参加调节，发生 故障时系统间可以互相支援，得到较好 的经济。
Bi与I区域的发电机、 负荷调节特性有关， 它等于发电机调差系 数与负荷调节效应系 数值和。
B
i
1
R
i
K
Li
3.2 机组间经济负荷分配
基础资料：机组的煤耗量及其微增率曲 线 分配原则：等微增率分配 目的：控制各机组的出力分配，使电网 运行成本最小
火电机组经济特性曲线的编制
等微增率调度
电力系统运行状态分析
状态： 正常 警戒 紧急（特急） 崩溃 恢复
反映了系统
运行对计划的
需要
1.2 调度管理的任务
安全 不安全绝对不经济。 合格（优质）频率、电压和波形的指标； 对用户负荷类型的约束 经济（经济目标随社会发展而变化） 有计划
二、调度管理的组织形式
3.7 最优潮流
最优潮流将电力系统经济调度和潮流计 算有机结合在一起 以潮流方程为基础、进行经济与安全、 有功与无功的全面优化，是一种理想的 算法 由于模型超大、约束很多、在算法上研 究较多，实用上较少 被理论界认为是经济调度中“昂贵的玩 具”
最优潮流的典型模型
目标：系统总发电费用最小（实际中可 选用不同目标） 约束：潮流约束、功率约束、电压约束、 系统其他状态约束等 随着电力市场的发展，最优潮流的用武 之地会大幅增加
在上述第三种方式的基础上，扩充了对联络线 交换电能差的修正功能
区域控制误差为： ACE=Δ PT-KΔ f-KwΔ w
自动修正时差及交换电能差控 制方式
上述五种方式的全面综合
区域控制误差为： （a） ACE=ΔPT-KΔf-KtΔt-KwΔw
定频定交换功率控制方式
特点： 各区选择适当的Bi，当 负荷扰动发生在外区 时，本区的AGC几乎 不控制，只由发电机 一次调节支援受干扰 区域；当负荷发生在 本区时，则由本区 AGC调节，使频率与 交换功率达到规定值。
3.8 水库调度计划和燃料调度计划
属于长期经济调度问题，一般以年为调 度周期，以季或月为计算时段 长期经济调度中，由于天然来水或系统 负荷事先难以准确知晓，常用概率模型 问题进行处理（有时也称为不确定性问 题） 合适的方法是动态规划法和随机动态规 划法
四、经济调度的软件
安全监视与控制（SCADA）
各系统容量 系统结线方式；网架结构，多电压等级 系统生产特点；水调、热调的出现。 社会管理体制
调度机构设置
调度机构
方式处
调度处
自动化处
保护处
通讯公司
交易处
2.2调度中心的任务
1、保证电力系统的运行安全
（事故的危害大、提高技术人员的水平、丰富其经验、 提高调度自动化程度）
2、保证电能符合质量标准
中长期电压稳定 小扰动功角稳定
暂态稳定 电磁暂态
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
Sec.
对电网的协调性要求较强
发、输、供、用瞬时完成 负荷的随机性
设备状态多变
自然环境的影响
引起故障的状况复杂多样，事故波及
面广，危害大
实际上，各级调度中心的调度人员和各变电站、 发电厂的值班人员凭借各种各样的仪表和自动化 监控设备，共同完成对系统的控制
区域控制误差为： ACE=Δ PT-KΔ f
目前自动发电控制多采用此种控制方式
自动修正时差控制方式
在上述第三种方式的基础上，又增加了对时间 偏差的修正功能
区域控制误差为： ACE=Δ PT-KΔ f-KtΔ t； 时间偏差是指与系统频率密切相关的电钟与标 准天文时间的偏差
自动修正交换电能差控制方式
3.3 发电经济性和网络送电经 济性协调
网络潮流不同，网损不同 网损与网络结构、网络参数及潮流分布 有关 实际中，随着负荷的变化，机组出力变 化，网损也在不断变化。 网损的计算较之于机组负荷分配更为困 难
网损修正系数的计算
计及网损时的经济调度
在一定简化条件下，将网损表示成发电 厂出力的二次函数
定交换功率控制方式
能够保持联络线交换功率的恒定，用于联合电 力系统中的小容量系统
区域控制误差为： ACE=Δ PT Δ PT ——联络线交换频率偏差
定频定交换功率控制方式
要同时检测系统的频率偏差Δ f和联络线交换 功率偏差Δ PT ，判断出负荷发生变化的区域， 即由该区域内的调频机组做出相应的响应，平 衡负荷的变动
（频率偏差0.2、电压偏差5%、波形高次谐波）
3、保证电力系统运行的经济性
（降低发电成本，减少网络传输损失）
调度中心的任务
集中地控制指挥整个电力系统的正常运行， 安全经济的向所有用户提供合乎质量的电 能；在系统发生偶然事故的时候，迅速切 除故障，防止事故扩大，尽早恢复电力系 统的正常运行。
调度中心主站的基本功能
电力系统经济调度
华北电力大学电力市场研究所
曹昉
主要内容
调度的概念 我国的调度机构及其各部分作用 电力系统经济调度
一 什么是电力系统调度
简言之；调度就是对运行的控制 包括：控制系统中各元件的状态（开、 关），协调系统各状态的变化
1.1相关基本知识（为什么调度）
电力系统的飞速发展