計及間歇性能源發(fā)電的輸電系統(tǒng)綜合規(guī)劃方法.pdf

1、在間歇性電源大規(guī)模并入傳統(tǒng)電力系統(tǒng)后，電力系統(tǒng)需要面臨具有高度不確定、高風險的復雜運行環(huán)境。如何研究輸電系統(tǒng)規(guī)劃側(cè)引導、協(xié)調(diào)、支持電力系統(tǒng)接納間歇性電源的能力，是目前國內(nèi)外規(guī)劃人員所關注的重要問題。現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方法和模型存在的主要問題在于:缺乏適應高滲透吞吐型輸電系統(tǒng)規(guī)劃的綜合技術(shù)經(jīng)濟評價指標和方法;現(xiàn)有電力系統(tǒng)規(guī)劃方法無法綜合平衡接納能力與運行可靠性水平矛盾;現(xiàn)有方法缺乏綜合考慮間歇性電源并網(wǎng)后引起輸電系統(tǒng)可用傳輸容量的變化問題

2、等等。
　　 針對上述問題，本論文基于現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃模型和方法，深入分析了間歇性電源的出力特性及與電力系統(tǒng)的交互影響，并以此為基礎提出評價新指標、建立靈活性更強的輸電系統(tǒng)規(guī)劃模型、同時發(fā)展了能夠進行風險管理的協(xié)調(diào)決策方法，最后取得了一定的研究成果:
　　 (1)首先介紹了現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方法理論，并對間歇性電源并網(wǎng)背景下的輸電系統(tǒng)建模的基本環(huán)節(jié)進行分析和概括，為后文提出輸電系統(tǒng)規(guī)劃綜合方法奠定建模和仿真的基礎。這些

3、模型能夠適用于計及間歇性電源并網(wǎng)的輸電系統(tǒng)規(guī)劃的不同場景，包括非時序性/時序性場景、單一/多場景等，具有廣泛適用性。
　　 (2)為彌補現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃綜合評價指標的不足之處，提出計及間歇性電源并網(wǎng)特點的輸電系統(tǒng)規(guī)劃評價指標體系。首先，對包含大量間歇性電源的國際大電力系統(tǒng)在該方面研究經(jīng)驗和成果進行調(diào)研和歸納，結(jié)合中國間歇性電源并網(wǎng)的具體特點，引進風險評估、接納間歇性電源最大能力及污染物減排量等方面的新型指標，旨在盡可能全面客觀

4、評價間歇性電源在電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性、可靠性、靈活性和環(huán)保性方面的定性或定量的影響。新型評價指標能夠?qū)﹂g歇性電源并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)新特點進行量化表征，從而對所得規(guī)劃方案進行有效區(qū)分以提供決策支持。
　　 (3)為解決綜合平衡電力系統(tǒng)接納間歇性電源能力與系統(tǒng)運行經(jīng)濟可靠性要求間的矛盾，發(fā)展了以提高接納間歇性電源能力為優(yōu)化目標的輸電系統(tǒng)雙層規(guī)劃模型。首先，將以投資成本最小化為目標確定輸電系統(tǒng)規(guī)劃方案描述為上層模型;將以棄風懲罰與切負荷

5、懲罰量之和最小為優(yōu)化目標描述為下層模型。然后，充分考慮間歇性電源出力不確定性與群相關性、負荷波動不確定性以及元件隨機停運等不確定性情況下對所得優(yōu)化規(guī)劃方案進行細致的安全校驗，以保證輸電規(guī)劃方案的適應性。最后采用包含多個大型風電場的、修改的巴西南部46節(jié)點系統(tǒng)對所發(fā)展的模型和求解方法進行說明。結(jié)果表明，在對有高滲透率間歇性可再生能源發(fā)電的電力系統(tǒng)進行輸電規(guī)劃時，需要在增強接納可再生能源發(fā)電能力和系統(tǒng)運行經(jīng)濟性方面進行適當折衷，以合理平衡輸

6、電容量投資經(jīng)濟性與系統(tǒng)運行可靠性之間的關系。
　　 (4)為解決大規(guī)模間歇性電源并網(wǎng)背景下的互聯(lián)系統(tǒng)間可用輸電容量決策的問題，在電力系統(tǒng)多區(qū)域可用傳輸容量的協(xié)調(diào)決策引進多目標非劣最優(yōu)理論。首先對電力系統(tǒng)運行中的不確定性因素的來源例如間歇性電源的出力、負荷需求波動以及線路的隨機停運等進行數(shù)學建模。然后非序貫蒙特卡羅仿真求取各個子區(qū)域的可用傳輸容量的邊緣概率密度分布，并以此為基礎構(gòu)造以風險收益最大化為目標的多區(qū)域可用輸電容量的協(xié)調(diào)決

7、策模型。之后，利用NSGA-Ⅱ方法進行同步協(xié)調(diào)優(yōu)化求解，最后得到帕累托最優(yōu)的待決策組合。最后以IEEE118節(jié)點測試系統(tǒng)為例驗證了兼顧系統(tǒng)運行中有關不確定性因素所引起的風險成本和區(qū)域間同步協(xié)調(diào)問題的適用性。仿真結(jié)果表明，電力系統(tǒng)運行中的不確定性以及不同區(qū)域的相對重要程度影響多區(qū)域可用輸電能力的決策風險，因此對多區(qū)域可用輸電能力進行協(xié)調(diào)優(yōu)化決策就具有實際應用價值。
　　 最后對論文中所作的研究進行簡要總結(jié)，并指出了該領域有待進一步