Page 39 - 2023年第54卷第11期

数关系 ［２１］ ，温度突增?突降，均伴随用电负荷增加。极端天气条件下人体舒适度降低，用电负荷急剧
增加用以改善局部环境，根据电力系统实际运行情况初步统计，温度高于 ２８℃或低于 １２℃情况下，每
再上升或下降 １℃负荷增加约 １０％。
发电侧方面，极端天气通过直接影响一次能源供应，或间接限制发电设备运转对风光新能源出力
产生影响，随风速、太阳辐射强度、温度等关键气象要素的变化，风电和光伏出力非同步骤减，存在
风大光小（低温寒潮、雷暴强降雨、沙尘暴等）、风小光大（高温连晴）、风小光小（台风、暴风雪寒潮
等）三种情形，且以一大一小非同步情形更为常见。部分极端气象场景见表 １。
表 １ 部分极端气象场景下的风光出力及用电负荷

极端气象场景 气象要素变化 风光出力变化 用电负荷变化
高温连晴 持续数天高温，风速低，辐照强 风小光大 升高
低温寒潮 持续数天低温，风速高，辐照弱 风大光小 升高

台风 风速过高，降水 风小光小 降低

４ 优化调度模型建立

４．１ 目标函数
４．１．１ 系统优化调度目标函数 以满足极端天气条件下负荷需求，发电侧总运行成本最小为优化目
标。考虑到各种极端气象场景下社会生产生活方式改变，负荷升降均有发生，为提高模型对不同场景
负荷升降的适应能力，将总运行成本按常规电源动行成本、启动成本、停机成本及抽蓄成本分别计
算，更好表征负荷基数、负荷突增、负荷突降、抽蓄运行对系统运行的影响。目标函数表示为：
ｍｉｎｆ＝Ｃ ＋Ｃ ＋Ｃ ＋Ｃ
１ ｒｕｎ ｓｔａｒｔｕｐ ｄｏｗｎ ｐｓｐ
Ｉ Ｔ
ｒｕｎ ∑∑
Ｃ ＝ ｃ ·Ｐ ·ｓｇｎ（ｉ，ｔ）
ｉ，ｒｕｎ
ｉ，ｔ
ｉ ＝１ ｔ ＝１
Ｉ Ｔ
＝
Ｃ ｓｔａｒｔｕｐ ∑∑ ｃ ·（ｓｇｎ（ｉ，ｔ）－ｓｇｎ（ｉ，ｔ －１））
ｉ，ｓｔａｒｔｕｐ
（ ９）
ｉ ＝１ ｔ ＝１
Ｉ Ｔ
＝
Ｃ ｄｏｗｎ ∑∑ ｃ ·（ｓｇｎ（ｉ，ｔ －１）－ｓｇｎ（ｉ，ｔ））
ｉ，ｄｏｗｎ
ｉ ＝１ ｔ ＝１
Ｊ Ｔ
Ｇ
Ｇ
Ｐ
Ｐ
＝
Ｃ ｐｓｐ ∑∑ （ｃ ·Ｐ ·ｓｇｎ（ｊ，ｔ）＋ｃ ·Ｐ ·ｓｇｎ（ｊ，ｔ））
ｊ，ｔ
ｊ，ｒｕｎ
ｊ，ｔ
ｊ，ｒｕｎ
ｊ ＝１ ｔ ＝１
ｓｇｎ（ｘ，ｔ） ＝０，１；ｘ ∈ （ｉ，ｊ）
式中：Ｃ 、Ｃ ｓｔａｒｔｕｐ 、Ｃ ｄｏｗｎ 分别为常规电源机组运行成本、启动成本和停机成本；Ｃ 为抽水蓄能电站运
ｐｓｐ
ｒｕｎ
行成本；ｃ 为不同类型机组在不同状态的成本系数；Ｉ、Ｊ分别为常规电源机组、抽水蓄能机组总数；
（，）
Ｐ 为机组 ｘ在 ｔ时段的出力，ｘ ∈（ｉ，ｊ）；ｓｇｎ（ｘ，ｔ）为机组状态符号函数，ｓｇｎ（ｘ，ｔ） ＝１表示机组在 ｔ
ｘ，ｔ
时段处于运行状态，ｓｇｎ（ｘ，ｔ） ＝０ 表示机组在 ｔ时段处于非运行状态。
４．１．２ 抽水蓄能优化调度目标函数 抽水蓄能电站运行中存在过利用与欠利用两种运行不合理难题，
为充分表征抽水蓄能对发用电的贡献，对单个抽水蓄能电站，设置上水库水位变幅最小和抽发运行收
益最大两个目标：
{
{
ｍｉｎｆ ＝ ｍａｘＨ} － ｍｉｎＨ} （１０）
２ ｔ ｔ
Ｔ Ｊ Ｔ Ｊ
Ｐ
Ｐ
Ｇ
Ｇ
ｍａｘｆ＝ｃ · ∑∑ Ｐ ·ｔ －ｃ · ∑∑ Ｐ ·ｔ （１１）
３ ｊ，ｔ ｎ ｊ，ｔ ｎ
ｔ ＝１ ｊ ＝１ ｔ ＝１ ｊ ＝１
Ｇ
Ｐ
式中 ｃ、ｃ 分别为抽水蓄能电站的发电电价和抽水电价，在电力现货市场环境下，二者可统一为市场
出清价。
３
— １ ０ １ —