考慮風(fēng)電高風(fēng)險(xiǎn)爬坡事件的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與備用決策.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)風(fēng)電滲透率的不斷增長(zhǎng)，大規(guī)模的風(fēng)電并入電網(wǎng)為電力系統(tǒng)帶來(lái)了諸多新的問(wèn)題，尤其是在極端惡劣的天氣情況下，風(fēng)電場(chǎng)的有功功率容易在非常短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈的變化，進(jìn)而形成風(fēng)電功率高風(fēng)險(xiǎn)爬坡事件。風(fēng)電高風(fēng)險(xiǎn)爬坡事件雖為小概率事件，但一旦發(fā)生，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。因此本文研究考慮風(fēng)電高風(fēng)險(xiǎn)爬坡事件下的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與相應(yīng)的備用決策，從而有效地應(yīng)對(duì)風(fēng)電高風(fēng)險(xiǎn)爬坡事件。
　　首先，建立了考慮風(fēng)電爬坡事件

2、的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系?；陲L(fēng)電功率的短期預(yù)測(cè)，將風(fēng)電爬坡事件進(jìn)行歸類(lèi)并給出了考慮所有風(fēng)電爬坡場(chǎng)景的模型圖，進(jìn)而建立了風(fēng)電爬坡事件的模型;對(duì)系統(tǒng)的棄風(fēng)與失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估，進(jìn)而形成短時(shí)間尺度下系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，較為全面地評(píng)估了風(fēng)電正負(fù)爬坡事件到來(lái)時(shí)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。算例得到，風(fēng)電爬坡事件開(kāi)始時(shí)間的不同會(huì)引起風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的變化，其趨勢(shì)與日負(fù)荷水平密切相關(guān);風(fēng)電功率正、負(fù)爬坡幅度越大，爬坡持續(xù)時(shí)間越小，相應(yīng)地風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)也就越大。這是因?yàn)榘l(fā)生風(fēng)電高

3、風(fēng)險(xiǎn)爬坡時(shí)，常規(guī)機(jī)組爬坡能力與備用水平的不足使得其調(diào)節(jié)能力不足以跟蹤凈負(fù)荷的變化，從而造成了風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的增加。
　　隨后，建立了次小時(shí)級(jí)時(shí)間尺度下應(yīng)對(duì)風(fēng)電爬坡事件的備用決策方法。采用傳統(tǒng)的備用決策模型，在15-min級(jí)時(shí)間尺度下，設(shè)定系統(tǒng)的期望失負(fù)荷電量與期望棄風(fēng)電量滿(mǎn)足系統(tǒng)允許的最大限值，將風(fēng)電爬坡事件可能造成的失負(fù)荷或棄風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)成本并計(jì)入目標(biāo)函數(shù)，從而優(yōu)化得到合理的旋轉(zhuǎn)備用容量以及常規(guī)機(jī)組出力來(lái)預(yù)防風(fēng)電爬坡事件。算例得到

4、，次小時(shí)級(jí)時(shí)間尺度相比于小時(shí)級(jí)時(shí)間尺度下的調(diào)度方案更能適用于風(fēng)電高風(fēng)險(xiǎn)爬坡事件，進(jìn)而響應(yīng)于每個(gè)15min的風(fēng)電功率變化;保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，避免了風(fēng)電爬坡事件下調(diào)度時(shí)段內(nèi)備用配置的不足或冗余，也相應(yīng)地減小了應(yīng)對(duì)風(fēng)電爬坡事件的預(yù)防控制成本。
　　最后，建立了多時(shí)間尺度應(yīng)對(duì)風(fēng)電爬坡事件的彈性包絡(luò)線(xiàn)模型。將應(yīng)對(duì)風(fēng)電爬坡事件的備用優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)彈性包絡(luò)線(xiàn)跟蹤問(wèn)題，利用彈性包絡(luò)線(xiàn)來(lái)確定風(fēng)電爬坡事件到來(lái)時(shí)系統(tǒng)的備用調(diào)用方式及機(jī)組出力調(diào)整

5、方式，以此來(lái)平衡系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。同時(shí)依據(jù)風(fēng)電爬坡事件特征而分別采取對(duì)應(yīng)的備用策略，采用常規(guī)機(jī)組的一階動(dòng)態(tài)爬坡模型來(lái)應(yīng)對(duì)較為嚴(yán)重的風(fēng)電爬坡事件，對(duì)應(yīng)5-min級(jí)時(shí)間尺度下的決策。算例得到，5-min級(jí)時(shí)間尺度的彈性包絡(luò)線(xiàn)模型相比于15-min級(jí)與小時(shí)級(jí)時(shí)間尺度的傳統(tǒng)備用決策模型更能夠更加精確合理地調(diào)用備用并進(jìn)行機(jī)組出力的調(diào)整，進(jìn)而一階動(dòng)態(tài)爬坡能夠保證機(jī)組具有良好的爬坡能力來(lái)應(yīng)對(duì)小時(shí)內(nèi)較為嚴(yán)重的風(fēng)電爬坡事件;彈性包絡(luò)線(xiàn)模型使得系統(tǒng)