电力系统潮流计算

基本概念：潮流计算表征电力网络中电功率的传输分布情况，包括节点注入功率、传输通道功率损耗以及节点电压幅值和相角。
计算方法：包括交流潮流法和直流潮流法。交流潮流法计算精确，考虑无功分布和损耗分布，但非线性问题难以处理，求解速度慢；直流潮流法简化前提为电抗远大于电阻，节点电压近似相等，将问题转化为线性方程组，求解速度快，适用于关注有功潮流分布的场景。
潮流分布对市场交易的影响：
- 电力系统稳定与断面安全约束：根据《电力系统安全稳定导则》，电力系统需满足N-1原则，即任一元件故障断开时仍能保持稳定运行。
- 对发电安排的影响：部分机组对关键线路或断面潮流影响较大，需设置出力上下限约束，产生必开、必停机组和机组群出力限制。
- 对出清电量的影响：安全约束可能导致部分报价低机组无法中标，抬高调度总成本。
- 对出清价格的影响：节点电价定价模式下，达界线路或断面会影响节点价格差异，进而影响最终出清电价。
- 潮流分析在市场交易组织中的作用：解释节点电价差异、监控市场合理性、量化评估发用电对电网运行的影响、帮助设计市场机制保障公平性。

电力需求预测：包括电力预测和电量预测，对现货市场尤为重要，预测结果影响功率平衡、线路约束判断、市场出清量和价格。
电力平衡：
- 瞬时平衡：实时运行阶段通过调频容量和备用容量维持有功平衡。
- 高峰平衡：通过调用正备用（旋转备用和非旋转备用）应对负荷增长或故障引起的功率缺口。
- 低谷平衡：通过调用负备用（低谷调峰）应对清洁能源大发或负荷降低引起的功率剩余。
电量平衡：在年度、月度、日前等时间维度上安排机组可用电量，确保发电总量满足用电需求，避免市场失衡。
电力系统网损：电网输配电过程中的有功功率损耗，市场环境下由用户侧通过输配电价分摊，计划模式下通过标杆电价和购销价差覆盖。
电力系统无功平衡的调节：通过发电机、同步调相机、静电电容器及静止无功补偿器等装置进行无功功率调整，无功不足可能引起必开机组。

发电计划编制概述：核心任务是确保电网安全运行、电力可靠供应和资源优化配置，通过预测边界条件、初排和修正发电计划实现。
发电计划编制的约束条件：包括系统和节点负荷预测、新能源出力、联络线计划、线路和断面安全约束、备用容量、机组运行特性等。
中长期发电计划编制：
- 年度运行计划：分配年度发电量计划，制定检修计划，初步分解至月度。
- 月度运行计划：修正年度计划偏差，制定更准确的月度发电量计划，初步分解至日。
日前发电计划编制：
- 传统模式：按等进度执行计划电量，预测次日负荷，满足约束条件下精细分解至每15分钟。
- 现货市场模式：根据机组报价，以总发电成本最小化为目标，优化计算次日各时段机组启停和出力计划。

实时发电计划编制：修正日前计划偏差，非市场化机组与传统模式相同。
电力系统实时调控：通过监测电压、频率和稳定性指标，下达机组调节指令，必要时人工干预。
调频辅助服务的调用：
- 一次调频：机组调速系统动作调整负荷，优先级最高，无条件跟踪频率变化，有差调节。
- 二次调频：通过AGC调整出力，修正平衡偏差，优先级次高，无差调节。
- 三次调频：通过负荷重新分配实现经济调度。
电力系统实时潮流控制：选择增降低有功灵敏度系数正值最大的机组出力，或增加负值最小的机组出力，消除越限。
发电计划的偏差处理和评估：
- 传统模式：偏差电量纳入后续计划修正。
- 现货市场模式：市场化机组偏差电量按实时出清价格结算，后续滚动修正计划。