杨成群
新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆伊宁市 835000
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，我国水资源总量在全球水资源中位居第一，并作为占比重最大的清洁能源被大力开发利用，但是水资源在时空上分布不均造成了水资源整体利用率较低的局面．充分利用水资源发挥其作为调峰电源的优势显得尤为重要．跨流域调水工程是把来水丰富且有富余的地方水资源引到水资源匮乏的地方利用，针对单一流域梯级水电站丰水期弃水，枯水期发电量低、调峰调频效益差等问题实现水资源在不同时空上的再配置，提高水资源的利用率，也带来能源互补上的发展效益．研究梯级水电站群补偿调度，对充分利用水资源和提高水电站群整体调节能力具有重要意义．
关键词:梯级电站;联合调度;水能资源;效益
引言
随着经济和电力行业的快速发展，电站聚合降维成少量主体，考虑梯级所有主体（电站）投产并开展联合调度的合作组合形式，以梯级主体（电站）多年平均发电量最大为目标，建模求解主体发电效益，基于合作博弈理论和“综合赋权”思想，分配主体间和主体内部电站间补偿效益，形成相应的效益分配机制。工程应用实例表明，本文通过对电站聚合降维，有效减少了模型数量，提升了计算效率，更重要的是合理量化和分配了主体、电站间的发电补偿效益，对于协调不同主体、电站共同参与梯级联合调度具有重要意义。
1电力调度监控运行存在的问题
第一，监控运行系统有待完善。电力调度对信息技术的依赖性较强，其本身涉及范围广泛，监控系统作为该项技术的支撑，从目前国家对用电量的需求以及对电力系统提出的要求来看，调度监控系统功能有限，急需要得到进一步创新。第二，在实际调查中发现，随着调度监控系统多样化的推进，调度部门中很多工作人员对于新系统的熟悉程度不够，导致在电力调度工作中能力大打折扣。第三，监控运行设备缺少维修。电网是支撑电力运输的关键，电力企业必须要定期对电网进行检查和维护，这样就能够及时发现问题、解决问题。但很多企业并没有真正严格按照检修加护对电网进行检修维护，检修管理效率低下，工作质量较低，对电力调度监控运行系统的正常工作造成了极大的阻碍。第四，监控运行制度不够完善。电力调度运行监控的过程中，相关工作人员需要严格按照有关制度落实工作，但在很多情况下，管理工作方面并没有做到位。比如，保护装置的定值数据没有被严格的执行，监督的时候也没有落到实处。如果电力调度监控系统运行不科学，那么相应的运行效率也会随之降低，整个电力系统将无法稳定的运行。
2梯级电站联合调度
2.1梯级水电站发电量上下限
每日用电负荷不是均匀的，存在高峰与低谷，负荷峰谷差越大，给电网带来得调峰压力就越大。大规模风电并网后，由于风力发电依赖于风速，而风速的变化与用电负荷的变化曲线往往是不一致的，很多时候大风期与低负荷期重叠，因此风电会表现出一定的反调峰特性。假设风电全部上网消纳，将用电负荷减去同一时间的风电出力得到的差值定义为“净负荷”。风电的反调峰特性会造成净负荷曲线的峰谷差加大，这无疑增加了电网的调峰压力。实线代表区域用电总负荷，虚线代表区域所有风电站的出力总和，用总负荷减去风电出力得到净负荷，即图中柱状图。可以看出，由于风电的大规模并网，使消纳风电后得到的净负荷峰谷差加大，这时候需要有调节能力的梯级水电站“削峰填谷”。
2.2构建安全防护体系
第一，从操作管理开始着手，对管理人员进行分类与分级，同时，设置登录与操作权限。可以根据系统使用权限来确定不同用户的使用范围，这需要在设计系统时，对用户制定使用和管理准则，对不是系统维护的人员屏蔽部分功能，使核心数据获得相应保护，防止因为一些错误操作导致不必要安全事故的发生。第二，重视确保主系统的功能和故障诊断。自动调度系统，其功能是通过不同网络服务器来完成，在对系统进行建设、调试、运行时务必要重视对不同服务器指标的监控，将此当成依据对系统进行实地实时监控。另外，要科学设计系统的故障诊断功能，使其可以及时播报错误。第三，注意计算机的防护。调度系统功能的使用主要是凭借计算机，任何计算机都会因为外在的攻击和病毒对系统造成影响，因此必须要做好计算机硬件的防护工作，增强防火墙和检测功能。还要定期对系统进行检查，便于及时发现问题及时解决，避免发生严重的安全事故。
2.3梯级电站联合调度效益分析
可将发电补偿效益高效、合理地在各主体间和主体内部电站间进行分配。工程应用实例表明，该机制在梯级水电站效益补偿领域具有重要的推广意义。（1）提出的梯级电站聚合降维原则，综合考虑了电站调度实际中的运营管辖关系、上下游关系、调节性能和联调关系，实现了将“电站”降维成少量“主体”。（2）基于合作博弈理论的多种方法，考虑梯级主体投产并开展联合调度的所有情况，求解各主体发电效益和补偿效益，并在主体间科学分配，最后根据分裂倾向值优选接受度最高的分配方案，该步骤全面考虑了所有主体合作形式，依据各主体贡献分配补偿效益，有利于促进各主体参与联合调度的积极性。梯级水电站径流资源越丰富，梯级水电站的收益就越高。在所有的径流条件下，采用与风电联合调度的运行方式时梯级水电站的收益都要低于梯级水电站单独运行时收益。可以看出，利用梯级水电站与大规模的风电联合调度虽然可以缓解短期风电反调峰特性给电网带来的压力，但是这也损害了梯级水电站自身的长期效益。利用梯级水电站的调节灵活性来补偿风力发电的不确定性虽然可以提高风电的利用效率，但是也为水电站的运行带来了额外的约束。水电站不能以自身最优的运行方式运行，而是要以水风联合在一起的最优运行方式，因此梯级水电站的效益会受到一定程度上的影响。除此之外，由于联合调度导致梯级水电站的长期效益损失值最大。这主要是因为，在水资源丰富时，水电站为了满足补偿风力发电的不确定性带来的额外的约束，在汛期需要弃水。
结语
综上所述，调度监控运行工作本身较为复杂，需要根据电网系统工作进行合理的设定，以此才能够保证可靠性。尤其是在国家用电需求量不断提高的今天，由于长期调度需要选择多个径流场景，而风电装机在近几年快速增长，因此采用径流序列对应的风电发电序列来进行模型计算是不合理的。本文选择与径流对应的风速数据按现在的风电站装机推求发电序列。本文通过对日内风电的反调峰特性的研究，统计出为了调节风电梯级水电站的日发电量上下限，将日发电量上下限乘上对应月份的天数得到月发电量上下限，为在梯级水电站的长期调度考虑风电的短期波动性提供可能。梯级水电站日发电量约束搭建梯级水电站长期调度与短期调度的桥梁，达到在长期优化调度中考虑风电的短期反调峰特性的目的。
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