海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化研究.pdf

1、海上油田群電網(wǎng)是指利用海纜將空間上相近的油氣平臺連接所組成的小型獨立微網(wǎng)，較之傳統(tǒng)各平臺單獨供電的方式，海上油田群電網(wǎng)可保證油氣田開采設(shè)備的供電可靠性和經(jīng)濟性，因此已逐漸成為海上油氣平臺供電方式的發(fā)展方向。
　　近年來，隨著風電和儲能技術(shù)的不斷進步，中國海洋石油總公司計劃在海上油田群電網(wǎng)中引入適量的風電及儲能系統(tǒng)，以降低電網(wǎng)燃氣輪機組發(fā)電耗氣量并減少石油生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體的排放。但由于海上油田群電網(wǎng)運行條件較為惡劣

2、，缺乏大電網(wǎng)的調(diào)度運行經(jīng)驗，在原有電網(wǎng)基礎(chǔ)上引入風電及儲能系統(tǒng)后，海上油田群電網(wǎng)的控制變量進一步增多，也加大了電網(wǎng)的調(diào)度控制難度。
　　針對上述問題，本文提出了海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化體系，通過控制資源、時間和控制目標等三個維度的協(xié)調(diào)，將含隨機變量的復雜調(diào)度問題轉(zhuǎn)化為規(guī)模較小的可求解的優(yōu)化問題，并給出了相應的算法。
　　在控制資源維度上，本文主要考慮風電、儲能及火電三種控制資源，并分別建立了考慮風電投切控制的機組組合模型與

3、考慮風電及儲能的機組組合模型，前者主要針對小負荷海上油田群電網(wǎng)海纜過載能力弱、接入風機數(shù)較少的情況，將風機等效為投切狀態(tài)可控的隨機電源，利用L型分解法對模型進行求解，實現(xiàn)風電與燃氣輪機組之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化;后者則基于大負荷海上油田群電網(wǎng)，在機組組合模型中引入大容量風電及儲能系統(tǒng)，采用Benders分解法求出風-儲-火多電源協(xié)調(diào)的機組啟停計劃，實現(xiàn)海上油田群電網(wǎng)功率在控制資源維度上的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
　　在時間維度上，本文將控制時間尺度分為日

4、前與實時，根據(jù)風電及負荷的預測精度隨預測時間的縮短而提高這一特點，建立實時最優(yōu)潮流模型，在日前機組啟停計劃己知的基礎(chǔ)上，根據(jù)風電及負荷實時預測數(shù)值，對各電源出力進行實時調(diào)整，實現(xiàn)日前啟停計劃與實時調(diào)度的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
　　在控制目標維度上，本文根據(jù)電網(wǎng)實際需要把控制目標分為經(jīng)濟與安全兩部分，并提出對應的有功及無功衡量指標，將有功/無功指標加入到最優(yōu)潮流目標函數(shù)中，并利用內(nèi)點法與快速分支定界法相結(jié)合的算法對模型進行求解，實現(xiàn)了有功與無功