4. 日内滚动调度中负荷波动下的机组调整策略

从超短期预测到机组出力调整量

日内滚动调度的核心输入是超短期负荷预测(通常为未来15分钟至4小时,逐5分钟刷新)。调度员需要把“负荷预测曲线”与“当前已安排发电计划”做差,得到各时段的功率缺额,再按机组调节能力分配调整量。关键约束有两个:一是功率平衡(调整后总出力等于预测负荷加网损),二是调节速率(每台机组每分钟能增减的MW数有限)。

日内滚动调度:负荷波动 → 机组调整量分配 输入 超短期负荷预测 P_L(t) 逐5min刷新,未来4h 当前发电计划 P_G0(t) 上一轮滚动结果 机组调节参数 速率 r_i、上下限 P_max/min 滚动计算 ΔP(t) = P_L(t) − P_G0(t) 功率缺额(含网损修正) 按速率约束分配 ΔP_i ΣΔP_i = ΔP,|ΔP_i| ≤ r_i·Δt 校验:P_min ≤ P_G0+ΔP_i ≤ P_max 越限则重新分配 输出 各机组调整量 ΔP_i 下发至电厂/AGC 新发电计划 P_G1(t) 作为下一轮滚动基准 备用容量校核 旋转备用 ≥ 最大单机容量 时间(滚动周期,每5min一个点) 功率 (MW) P_L(t) P_G0(t) P_G1(t) 最大缺额 ΔP_max 速率约束:|ΔP_i| ≤ r_i × 5min 超短期负荷预测 P_L(t) 当前发电计划 P_G0(t) 调整后计划 P_G1(t)

调整量分配的计算方法

假设某控制区在 t 时刻的超短期负荷预测为 3200 MW,当前发电计划总出力为 3050 MW,网损修正系数取 1.02,则功率缺额为:

ΔP = P_L × 1.02 − P_G0 = 3200 × 1.02 − 3050 = 3264 − 3050 = 214 MW

现有三台可调火电机组参与本轮滚动调整,参数如下:

机组当前出力 P_G0,i (MW)调节速率 r_i (MW/min)上限 P_max (MW)下限 P_min (MW)
G15008600300
G24005500250
G33506450200

滚动周期 Δt = 5 min,则各机组在本轮的最大可调量分别为:

  • G1:8 × 5 = 40 MW,且 500 + 40 = 540 ≤ 600,可用上调量 40 MW
  • G2:5 × 5 = 25 MW,且 400 + 25 = 425 ≤ 500,可用上调量 25 MW
  • G3:6 × 5 = 30 MW,且 350 + 30 = 380 ≤ 450,可用上调量 30 MW

三台机组总可用上调量为 40 + 25 + 30 = 95 MW,小于缺额 214 MW。这说明仅靠这三台机组无法在本轮5分钟内完全平衡,需要采取以下策略之一:

  1. 启动备用机组或让AGC机组承担剩余缺额;
  2. 将部分缺额推迟到下一轮滚动周期,但需评估频率偏差风险;
  3. 若缺额持续,考虑切负荷或请求联络线支援。
注意:调节速率约束是硬约束,不能通过“让机组超速调节”来满足功率平衡。实际调度中,若可用调节量不足,应优先保证频率稳定,必要时启动备用或采取限电措施。

滚动执行与验证

假设本轮实际可分配调整量为95 MW,按速率比例分配:

G1: 40 MW (占42.1%)
G2: 25 MW (占26.3%)
G3: 30 MW (占31.6%)
合计: 95 MW

调整后各机组出力为:G1=540 MW,G2=425 MW,G3=380 MW,总出力=1345 MW。剩余缺额 214 − 95 = 119 MW 需由备用或下一轮滚动处理。

验证方法:下一轮滚动时,用新的超短期预测重新计算 ΔP,检查是否已消除缺额。若连续多轮缺额扩大,说明负荷增长快于机组调节能力,应提前启动备用机组。

实操建议:在滚动调度中,优先让调节速率快、剩余容量大的机组承担调整量,同时预留至少一台机组作为旋转备用,避免所有机组同时接近上限。