基于等微增率并计及机组功率约束的火电机组最优负荷分配精确解

作     者：丁涛 黄雨涵 张洪基 方万良 冯凯 冯树海 王正风 梁肖 DING Tao;HUANG Yuhan;ZHANG Hongji;FANG Wanliang;FENG Kai;FENG Shuhai;WANG Zhengfeng;LIANG Xiao

作者机构：西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市211102 国网安徽省电力有限公司安徽省合肥市230061 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：1446-1459,I0016页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家电网有限公司科技项目(5100-202155492A-0-5-ZN) 

主　　题：经济调度 最优负荷分配 等微增率 卡罗需-库恩–塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件 

摘      要：火电机组最优负荷分配是电力系统经济运行的重要模型,也是电力系统本科生专业基础课《电力系统分析》的重要教学内容之一。经典教科书采用等微增率方法求解该问题,并给出了相应的物理含义。由于等微增率法是基于不考虑火电机组上下界物理约束而推导出来的,部分教科书补充了计及火电机组上下界物理约束时的情况,即如果某台机组的无约束最优解违背了上(下)界约束,则将该机组对应的最优解限制到相应的出力上(下)界,然后对其余火电机组再进行重新的等微增率分配。然而,简单算例表明,补充求解方法的适用范围是有限的。为此,该文对火电机组最优负荷分配问题进行重新探索,推导教材方法适用的一个充分条件与一个必要条件。面向本科生与研究生,分别提出考虑机组上下界约束后的最优负荷分配方法,并进行严格的理论推导。理论推导与大量的仿真算例表明,在机组数量较少时,教材中的求解方法有可能适用,而机组数较多时,可能出现不适用的情况。该文所提方法可以将适用范围扩展到机组数量较多的场景,并且进行严格理论推导。希望该文可以为《电力系统分析》教学过程与教材修订提供帮助。