Q GDW 680.54-2011 智能电网调度技术支持系统第 5-4 部分：调度计划类应用 发电计划及编制说明.pdf

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1、ICS29.240国家电网公司企业标准Q/ GDW 680.5 4要 2011智能电网调度技术支持系统第 5-4 部分：调度计划类应用发电计划Smartgridoperationsupporting systemPart5-4:OperationSchedulegenerationschedule2011-12-28发布 2011-12-28实施国家电网公司 发 布Q /G D WQ / GDW 680.54要 2011I目 次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 概述 15 日前和日内发电计划 15.1 日前和日内发电计划基本要求 15.2 优化目标管理 15.3

2、 约束条件管理 25.4 数据校验与预处理 25.5 初始发电计划编制 35.6 安全约束发电计划编制 35.7 实用化修正 35.8 人工干预 35.9 界面要求 35.10 接口要求 46 实时发电计划 56.1 实时发电计划基本要求 56.2 优化目标管理 56.3 约束条件管理 56.4 数据准备 66.5 安全约束发电计划编制 66.6 人工干预 66.7 界面要求 66.8 接口要求 67 性能指标 7编制说明 9Q / GDW 680.54要 2011II前 言随着坚强智能电网建设工作的深入开展，国家电网正在发展成为世界上电压等级最高、 技术水平最先进、 资源配置能力最强的坚强智

3、能电网，电网的形态和运行特性将发生重大变化。 这对电网调度驾驭大电网、 进行大范围资源优化配置的能力以及电网调度一体化运行管理水平和信息化、 自动化、 互动化水平提出了新的更高的要求。作为保障电网安全、 优质、 经济运行的重要技术手段，现有电网调度技术支持系统已难以适应特高压大电网安全稳定运行的要求，迫切需要开展新一代电网调度技术支持系统 智能电网调度技术支持系统的研究和建设。 智能电网调度技术支持系统 系列标准，提出了省级及以上智能电网调度技术支持系统体系架构及总体要求，定义了系统的名词和术语，明确了系统基础平台的技术要求，给出了省级及以上智能电网调度技术支持系统实时监控与预警、 调度计划、

4、 安全校核、 调度管理四类应用的技术要求，具有涉及范围广、 系统性强、 一体化程度高等特点。 该系列标准转化为国家电网公司企业标准并贯彻执行，将会有力地推进电网调度技术支持系统标准化建设，全面提高电网调度的精益化和智能化水平。Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准包括以下 24 个部分： 第 1 部分：体系架构及总体要求 第 2 部分：名词和术语 第 3-1 部分：基础平台 消息总线和服务总线 第 3-2 部分：基础平台 数据存储与管理 第 3-3 部分：基础平台 平台管理 第 3-4 部分：基础平台 公共服务 第 3-5 部分：基础平台 数据采集与交换 第 3-6 部分：基础平

5、台 系统安全防护 第 4-1 部分：实时监控与预警类应用 电网实时监控与智能告警 第 4-2 部分：实时监控与预警类应用 水电及新能源监测分析 第 4-3 部分：实时监控与预警类应用 电网自动控制 第 4-4 部分：实时监控与预警类应用 网络分析 第 4-5 部分：实时监控与预警类应用 在线安全稳定分析与调度运行辅助决策 第 4-6 部分：实时监控与预警类应用 调度员培训模拟 第 4-7 部分：实时监控与预警类应用 辅助监测 第 5-1 部分：调度计划类应用 数据申报与信息发布 第 5-2 部分：调度计划类应用 预测与短期交易管理 第 5-3 部分：调度计划类应用 检修计划 第 5-4 部分：

6、调度计划类应用 发电计划 第 5-5 部分：调度计划类应用 水电及新能源调度 第 6 部分：安全校核类应用 安全校核 第 7-1 部分：调度管理类应用 调度生产运行管理 第 7-2 部分：调度管理类应用 专业和内部综合管理及信息展示发布 第 8 部分：分析与评估本部分是 Q/GDW680 智能电网调度技术支持系统 系列标准的第 5-4 部分。Q / GDW 680.54要 2011III本部分由国家电力调度控制中心提出并解释。本部分由国家电网公司科技部归口。本部分起草单位：国网电力科学研究院、 中国电力科学研究院、 华东电力调控分中心、 江苏电力调度控制中心、 华中电力调控分中心。本部分主要起

7、草人：丁恰、 于军、 周京阳、 杨争林、 励刚、 耿建、 杨军峰、 刘拥军、 崔晖、 涂孟夫、王强、 王德林、 程芸、 王斌、 丁强、 周劼英、 王岗、 潘毅、 夏少连、 李晓磊、 徐帆、 许 丹、 李丽丽、韩彬。Q / GDW 680.54要 2011IVQ / GDW 680.54要 20111智能电网调度技术支持系统第 5-4 部分：调度计划类应用 发电计划1 范围本部分规定了智能电网调度技术支持系统中日前、 日内发电计划和实时发电计划的功能、 性能等技术要求。本部分适用于省级及以上智能电网调度技术支持系统的设计、 研发、 建设和验收。2 规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的

8、。 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。Q/GDW680.1-2011 智能电网调度技术支持系统 第 1 部分：体系架构及总体要求Q/GDW680.2-2011 智能电网调度技术支持系统 第 2 部分：名词和术语国办发 2007 53 号 节能发电调度办法（试行）3 术语和定义标准 Q/GDW680.2-2011 界定的术语和定义适用于本文件。4 概述本部分依据 Q/GDW680.1-2011 编制，确定了 Q/GDW680.1-2011 中发电计划应用的功能、 界面、 接口、 性能等技术要求。发电计划应用包括日

9、前发电计划、 日内发电计划和实时发电计划功能。5 日前和日内发电计划5.1 日前和日内发电计划基本要求日前和日内发电计划功能应满足以下基本要求：a） 日前发电计划功能应能优化编制次日至未来多日每日 96 个时段（ 00:1524:00）的机组组合计划和出力计划；b） 日内发电计划功能应能优化编制范围为未来 1 小时至未来多小时每个时段的机组组合计划和出力计划。5.2 优化目标管理日前和日内发电计划功能应至少满足三公调度、 系统购电成本最低、 节能发电调度三种优化目标要求，应可根据实际需求灵活切换和组合各种目标。 应满足的优化目标具体要求如下：a） 三公调度：该目标要求在满足系统和机组约束以及保

10、证新能源接入的前提下，相同类型和相同容量等级机组的年度合同完成率和峰谷比趋同；b） 系统购电成本最低：该目标要求在满足系统和机组约束以及保证新能源接入的前提下，以考虑网损在内的系统购电成本最低为目标，优化发电计划曲线，优化时考虑机组启停费用；c） 节能发电调度：该目标要求在满足系统和机组约束的前提下，按照国办发 2007 53 号文中提到的节能发电调度原则，优化发电计划曲线，优化时可考虑网损、 标准煤耗、 机组启停费用。Q / GDW 680.54要 201125.3 约束条件管理日前和日内发电计划功能应支持系统平衡约束、 网络约束和机组约束等约束条件，各约束条件可以灵活进行参数配置和生效设置

11、。 应支持的约束条件具体如下：a） 机组约束如下：1） 机组（机组群）可调出力约束，包括机组（机组群）出力上限约束、 出力下限约束，支持每个时段设定不同的上下限值；2） 机组爬坡速率约束，包括机组升出力速率约束和降出力速率约束，支持不同时段设定不同的升降出力速率；3） 机组最小启停时间约束，包括机组最小停机时间和机组最小连续运行时间；4） 机组最大启停次数约束；5） 机组启停出力曲线约束，包括机组开机过程曲线和停机过程曲线约束；6） 固定计划约束，支持机组和电厂（机组群）固定计划设置；7） 电量约束，支持机组和电厂（机组群）日发电量约束的设置；8） 区域最小开机台数约束，支持分区设置和最小开机

12、台数设置；9） 环保排放限值约束，支持机组和电厂（机组群）污染物排放约束的设置，污染物类型支持二氧化硫、 氮氧化物、 烟尘和二氧化碳等；10）水电约束，支持是否可调设置、 调节顺序设置、 上调节比例设置、 下调节比例设置和振动区限制。b） 系统平衡约束如下：1） 功率平衡约束，要求满足系统各个时段负荷预测、 交换计划和发电计划保持功率平衡；2） 系统备用约束，支持系统备用容量（比例）设定，要求机组组合计划中确定的开机机组满足系统旋转备用要求；3） 分区备用约束，支持分区设置和分区备用容量（比例）设定，要求机组组合计划中确定的开机机组满足各分区旋转备用要求；4） 区域必开容量约束，支持分区设置和

13、区域必开容量设定。c） 网络约束如下：1） 断面限额约束，包括线路断面、 主变断面的有功限额；2） 单元件热稳极限约束，包括线路、 主变热稳限额；3） 关键输电元件 N 1 约束。d） 其他约束如下：1） 燃料约束，包括系统、 区域、 机组（电厂、 机组群）燃料约束，指对计划周期内发电总煤耗量的限制；2） 环保约束，包括系统、 区域、 机组（电厂、 机组群）环保约束，指对计划周期内发电环保容量的限制。5.4 数据校验与预处理5.4.1 数据校验应支持校验规则的配置和生效设置，包括对各类分项数据的单一合理性验证，以及对各种相互关联数据的相关性验证。5.4.2 数据预处理应支持对基础数据的预处理功

14、能，满足发电计划编制要求，需要进行预处理的数据，包括但不限于：a） 母线负荷预测：应支持对母线负荷预测进行修正，以保证母线负荷预测、 网损、 厂用电与系统负荷预测平衡；b） 厂用电：应支持对厂用电有功功率（比例）的设置；Q / GDW 680.54要 20113c） 网损：应支持对统计网损因子或者网损率的设置；d） 优化目标选择：应支持三公调度、 系统购电成本最低和系统煤耗最低等各种优化目标选择；e） 约束条件选择：支持各种约束条件的选择和参数配置。5.5 初始发电计划编制初始发电计划编制功能应满足以下要求：a） 应能够综合考虑月度发电计划、 交换计划、 机组检修计划、 负荷预测等信息，编制电

15、力电量平衡计划和机组启停计划、 出力计划；b） 应能进行年度、 月度和短期合同电量分解，计算分析机组后期负荷率，编制满足三公调度等模式的发电计划；c） 应能支持联络线交换计划的编制和管理；d） 应能综合考虑电力电量平衡、 备用充裕度等系统约束，以及机组发电能力、 日电量、 爬坡速率、峰谷比等机组约束；e） 应支持发电计划按不同成份分解和分配；f） 应支持交换计划的导入和分配；g） 应支持网损系数的维护。5.6 安全约束发电计划编制安全约束发电计划编制是日前和日内发电计划的核心功能模块，主要包括安全约束机组组合（ SCUC）和安全约束经济调度（ SCED）功能，如下：a） SCUC/SCED 应

16、能满足三公调度、 系统购电成本最低、 节能发电调度等优化目标要求；b） 支持三种机组组合模式：完全机组组合、 部分机组的机组组合、 无机组组合；c） SCUC/SCED 应能综合考虑第 5.2 节的各种约束条件；d） SCUC/SCED 应能形成满足安全校核类应用要求的校核断面，并送安全校核类应用进行静态安全校核、 稳定计算校核、 裕度评估和辅助决策，校核断面信息至少应包括机组发电计划、 母线负荷预测、 网络拓扑等信息；e） 若安全校核类应用发现越限 /失稳，则将越限 /失稳信息、 稳定限额信息和机组调整上下限等信息送入 SCUC/SCED，重新进行优化计算；f） 应提供约束松弛功能，可按类型

17、或级别对不同的约束条件进行松弛，保证得到可行的发电计划结果，并给出松弛的约束。5.7 实用化修正应能对发电计划中的机组反向频繁调节、 机组曲线平滑、 机组振动区调节、 机组调节死区、 启停磨调节等情况进行自动修正。 日前发电计划实用化修正后，可以重新启动优化目标和安全校核计算过程，对比修正带来的优化目标下降。5.8 人工干预应提供丰富灵活的发电计划人工调节手段，能够方便的调整电厂、 机组发电计划，并动态统计调整后的计划信息，支持人工干预原因的录入。5.9 界面要求应支持各类发电计划信息的界面设置和图形化展示，具体如下：a） 应支持发电计划编制的自动周期启动或者人工启动，支持计算周期和计算时段设

18、置；b） 应提供各种优化目标的选择界面；c） 应支持各种约束条件的设置和参数配置；d） 应支持各种计算基础数据的自动 /手动读取、 展示、 查询和修改；e） 应支持初始发电计划的展示、 查询和修改；f） 应支持展示机组日发电量、 机组月发电量、 电厂发电计划完成情况（三公相关信息）；Q / GDW 680.54要 20114g） 应支持安全约束发电计划编制结果的展示、 查询和修改，支持初始发电计划和安全约束发电计划的比对；h） 应提供安全校核结果显示界面；i） 应支持发电计划的人工调整，允许单点和批量发电计划调整。5.10 接口要求5.10.1 数据输入日前和日内发电计划功能通过基础平台获取由

19、其它应用产生的各类所需数据：a） 来自基础平台的电网模型、 限额信息和故障集信息，具体如下：1） 电网模型信息包括网络拓扑、 设备参数等；2） 限额信息包括稳定断面限额（正常限额、 检修限额、 临时限额）、 单元件载流能力、 电压限值等；3） 故障集信息包括故障组成、 故障类型等。b） 来自实时监控与预警类应用的拓扑信息、 状态估计信息、 煤耗监测信息、 热负荷信息和脱硫信息；c） 来自静态安全校核应用的基态越限信息、 重载信息， N-1 分析越限信息、 重载信息，短路电流越限信息、 重载信息，灵敏度信息；d） 来自稳定计算校核应用的静态稳定计算信息、 暂态稳定计算信息、 动态稳定计算信息、

20、电压稳定计算信息、 频率稳定计算信息；e） 来自稳定裕度评估应用的所有稳定断面的极限功率值，当前潮流值，离线极限值，极限调整限制的关键故障和稳定约束类型；来自辅助决策应用的校核断面综合辅助决策调整措施；f） 来自申报发布应用的注册信息，包括：1） 机组燃料类型、 是否具备脱硫设施、 是否供热、 是否联合循环、 厂用电率、 额定容量、 最低技术出力；2） 调峰能力、 AGC 能力、 AGC 调节范围、 AGC 调节速率、 启停费用、 最小运行时间、 最小停机时间、 升出力速率、 降出力速率、 速率变动率、 调节死区、 振动区范围；3） 启停磨点、 脱硫效率、 二氧化硫排放参数、 氮化物排放参数、

21、 烟尘排放参数、 二氧化碳排放参数；燃料混合类型、 煤耗曲线。g） 来自申报发布应用的运行信息，包括燃料混合比例、 燃料价格、 96 点出力受阻、 96 点发电计划建议、 机组日发电量、 机组月发电量等；h） 来自预测应用的短期系统负荷预测、 短期母线负荷预测和新能源发电能力预测信息。 具体如下：1） 短期系统负荷预测信息应以 15 分钟为间隔，每日 00:1524:00 共计 96 点；2） 短期母线负荷预测信息应以 15分钟为间隔，每日 00:1524:00共计 96点，预测范围为 220kV及以上主变高压侧和电厂升压变中压侧母线负荷；3） 新能源发电能力预测信息包括新能源每日 00:15

22、24:00 共计 96 点预测出力和日电量。i） 来自短期交易管理应用的交换计划，包括每日 00:1524:00 共计 96 点的上级调度机构管辖机组发电计划曲线和联络线交换计划曲线等；j） 来自检修计划应用的日前设备检修计划，包括检修设备、 设备类型、 管辖范围、 检修起止时间等；k） 来自水电调度功能的短期水电发电计划（每日 00:1524:00 共计 96 点的水电出力曲线，或水电日电量计划和出力上下限）、 水电可调属性、 水电调节顺序、 水电上下调节比例。5.10.2 数据输出日前和日内发电计划功能通过基础平台向其它应用提供如下数据：a） 向安全校核类应用提供校核断面信息，至少应包括机

23、组发电计划、 母线负荷预测、 网络拓扑等Q / GDW 680.54要 20115信息；b） 向计划分析与评估功能提供日前和日内发电计划信息，包括多方案输入，及各方案的机组发电计划、 网损、 备用容量、 购电成本、 交易计划完成率、 AGC 调节容量、 机组群爬坡速率、 稳定裕度，以及电厂负荷率、 煤耗、 二氧化硫、 氮氧化物、 烟尘和二氧化碳排放量等计划值；c） 向考核结算功能提供计划电量、 电量成份信息；d） 向数据申报与信息发布应用提供未来 1 小时至未来多小时每 15 分钟的日内机组出力计划，次日至未来多日每 15 分钟的日前机组出力计划，日前和日内计划校核越限元件、 越限时间等；e）

24、 向实时发电计划功能提供日前和日内各时段发电计划。6 实时发电计划6.1 实时发电计划基本要求实时发电计划功能应满足以下基本要求：a） 应能集中优化编制未来 5 分钟至 1 小时的发电计划；b） 应支持按照预定条件自动触发计算；c） 应支持按设定的实时调度时段周期计算。6.2 优化目标管理实时发电计划功能应至少满足三公调度、 系统购电成本最低、 节能发电调度三种优化目标要求，应可根据实际需求灵活切换和组合各种目标。 应满足的优化目标具体要求如下：a） 三公调度：该目标要求在满足约束条件和保证新能源接入的前提下，以相同类型机组的年度合同完成率和峰谷比趋同为目标，优化发电计划曲线；b） 系统购电费

25、用最低：该目标最低要求在满足约束条件和保证新能源接入的前提下，以考虑网损在内的系统购电成本最低为目标，优化发电计划曲线；c） 节能发电调度：该目标要求在满足系统和机组约束的前提下，按照国办发 2007 53 号文中提到的节能发电调度原则，优化发电计划曲线。6.3 约束条件管理实时发电计划功能应支持机组约束、 系统约束、 网络约束等约束条件，应能对各约束条件进行参数配置和有效性选择设置。 应支持的约束条件具体如下：a） 机组约束如下：1） 机组上下限约束：包括机组可调出力上下限约束、 机组安全上下限约束， AGC 机组预留的上下可调容量约束，电厂安全上下限约束，每个调度时段应能设定不同的上下限值

26、；2） 机组调节速率约束：包括机组升出力速率约束和降出力速率约束，每个调度时段应能设定不同的升降出力速率；3） 固定出力计划约束：支持机组和电厂（机组群）固定出力计划设置；4） 机组最小调节量约束；5） 水电约束，支持是否可调设置、 调节顺序设置、 上调节比例设置、 下调节比例设置和振动区限制。b） 系统约束如下：1） 功率平衡约束：发电计划加交换计划应与预测的系统负荷保持功率平衡；2） 系统备用约束：支持系统备用容量（比例）设定，满足系统旋转备用要求。c） 网络约束如下：1） 设备和断面限额约束；2） 安全校核类应用产生的新的断面限额和调整上下限。Q / GDW 680.54要 201166

27、.4 数据准备6.4.1 数据校验应支持校验规则的配置和生效设置，包括对各类分项数据的单一合理性验证，以及对各种相互关联数据的相关性验证。6.4.2 数据预处理应支持对基础数据的预处理功能，满足发电计划编制要求，需要进行预处理的数据包括但不限于：a） 母线负荷：应支持对母线负荷预测进行修正，以保证母线负荷预测、 网损、 厂用电与系统负荷预测平衡；b） 厂用电：应支持对厂用电有功功率（比例）的设置；c） 网损：应具备网损自动预估计算功能和网损率人工设置功能；d） 约束条件选择：应能根据调度实际需要选择约束条件；e） 优化目标选择：应能根据调度实际需要选择优化目标。6.4.3 初始发电计划编制应以

28、机组实时出力为基础，在不考虑电网安全约束的情况下，按照选择的优化目标，安排各机组出力计划，并作为安全约束发电计划编制的初始解。 在不具备安全约束发电计划编制功能时，初始发电计划可经人工确认或者自动用作实时发电计划。6.5 安全约束发电计划编制按选择设定的优化目标和约束条件，采用安全约束经济调度（ SCED）算法，编制未来 5 分钟至未来 1 小时的安全经济一体化实时发电计划，并将各时段发电计划校核断面送安全校核类应用进行静态安全校核。6.6 人工干预应为调度员提供丰富灵活的实时发电计划人工调节手段，能够方便的调整电厂、 机组实时发电计划，并动态统计调整后的计划信息，支持人工干预原因的录入。6.

29、7 界面要求实时发电计划应提供丰富友好的人机接口，以展示发电计划信息，支持用户使用界面查询和编制发电计划。 具体要求如下：a） 设置实时发电计划的自动周期启动、 事件触发启动或者人工启动，设置实时调度时段；b） 优化目标的设置、 修改和查询；c） 约束条件的设置、 修改和查询；d） 系统备用不足、 系统功率不平衡等告警信息的显示、 查询；e） 安全约束发电计划查询；f） 安全校核结果展示；g） 应提供发电计划人工干预手段，允许单点和批量发电计划调整，自动跟踪调整后的发供偏差。6.8 接口要求6.8.1 数据输入实时发电计划功能通过基础平台获取由其它应用产生的各类所需数据：a） 来自基础平台的电

30、网模型和机组类型信息；b） 来自基础平台的断面限额信息，断面限额信息应为根据电力系统运行方式自动判断为有效的断面限额；c） 来自实时监控与预警类应用的拓扑潮流信息、 机组运行状态信息、 煤耗信息、 热负荷信息和脱硫信息，机组运行状态包括机组 AGC 等实时控制状态；d） 来自静态安全校核应用的基态越限信息、 重载信息，静态安全分析越限信息、 重载信息，短路电流越限信息、 重载信息，灵敏度信息；Q / GDW 680.54要 20117e） 来自数据申报功能的机组实时申报信息，包括电力电价申报、 辅助服务申报等；f） 来自系统负荷预测功能的未来 1 小时内每 5 分钟系统负荷预测和分区负荷预测；

31、g） 来自母线负荷预测功能的未来 1 小时内每 5 分钟母线负荷预测；h） 来自新能源发电能力预测功能的未来 1 小时内每 5 分钟新能源发电能力预测信息；i） 来自短期交易管理功能的交换计划，包括 00:1524:00 共计 96 点的上级调度机构管辖机组发电计划曲线和联络线交换计划曲线等；j） 来自水电调度功能的超短期或短期水电发电计划、 水电可调属性、 水电调节顺序、 水电上下调节比例；k） 来自发电计划功能的日内或日前发电计划。6.8.2 数据输出实时发电计划通过基础平台向其它应用提供预测分析结果：a） 向安全校核类应用提供未来 5 分钟至未来 1 小时各调度时段发电计划校核断面；b）

32、 向实时监控与预警应用提供未来 5 分钟至未来 1 小时各调度时段发电计划；c） 向计划分析与评估功能、 结算管理功能、 辅助服务补偿功能、 并网电厂运行考核功能和信息发布功能提供实时发电计划。7 性能指标发电计划应用应满足以下性能指标：a） 计算规模不小于： 50000 个电网计算节点、 80000 条网络支路、 10000 个厂站、 5000 台机组；b） 年可用率不小于 99.5%；c） 日前和日内 96 个断面的发电计划编制时间如下：含机组组合不超过 30min；不含机组组合用时不超过 15min；d） 实时调度计划编制时间不超过 30s。Q / GDW 680.54要 20118Q / GDW 680.54要 20119 智能电网调度技术支持系统第 5-4 部分：调度计划类应用 发电计划编 制 说 明Q / GDW 680.54要 201110目 次一、 编制背景 11二、 编制主要原则 11三、 与其它标准文件的关系 11四、 主要工作过程 11五、 标准结构和内容 12六、 条文说明 14Q / GDW 680.54要 201111一、 编制背景2009 年 5 月，国家电网公司提出了立足自主创新，以统一规划、 统一标准、 统一建设为原则，建设以特高