適應大規(guī)模風電并網的電力系統有功調度策略研究.pdf

1、風電的大力發(fā)展促進了我國能源結構的優(yōu)化和電力系統的節(jié)能減排。大規(guī)模風電接入電力系統增加了電力系統運行的不確定因素。風電功率的不確定性和可預測性差的特點給以負荷預測為基礎的傳統有功優(yōu)化調度帶來挑戰(zhàn)。本文從風電功率不確定性對系統有功調度的影響入手，深入分析了風電并網系統中有功調度的主要瓶頸，并在此基礎上研究了系統調峰能力、不同時間尺度下的有功優(yōu)化調度模型和方法等問題。
　　應用最大熵原理量化分析了風電功率的不確定性，從系統有功調度層面

2、揭示制約風電接納能力的主要瓶頸，并將系統調峰能力評估引入到多時間尺度有功調度框架中。以東北某風電場實際歷史數據為研究對象，通過最大熵值計算量化風電功率的不確定性，將風電功率日輸出特性與典型日負荷曲線進行對比，分析了風電功率的反調峰特性對系統調峰影響的機理，指出系統負荷低谷時段向下調峰容量匱乏和機組調節(jié)響應能力不足是影響系統接納風電的主要瓶頸，并從日前有功調度的角度分析了風電功率不確定性對系統調度成本的影響。利用風電功率按時間尺度縮小其預

3、測精度提高的特點，設計了多級、多時間尺度的有功優(yōu)化調度整體框架，該框架針對大規(guī)模風電接入系統條件下的系統調峰能力計算分析、日前有功調度、以及日前與實時兩調度級的協調等問題，給出較為清晰的技術路線。
　　研究了評估系統調峰能力的靜態(tài)模型和動態(tài)模型，提出了一種計及風電功率波動極端場景的調峰能力分析方法。在分析風電波動對調峰影響極端場景的基礎上，綜合考慮調峰容量和機組調節(jié)速率對系統調峰能力的影響，提出了一種風電并網系統調峰能力的計算模型

4、及求解方法。本文所提的0-1整數規(guī)劃模型以研究周期內的負荷低谷時段系統下調空間最大為目標，計及常規(guī)機組的最小停運時間、最小運行時間以及爬坡速率等約束，并考慮了風電波動影響的極端場景。通過求解所提優(yōu)化模型，可得到研究周期內某一風電波動范圍的系統調峰極限，以及相應的機組啟停方案。模型的計算結果可為風電并網系統的日前調度提供必要的參考信息。
　　分析了風電功率不確定性引起的系統調度成本，建立了風電功率不確定機會成本模型，并將其引入到日前

5、有功優(yōu)化調度決策中。在已有的風電功率輸出特性統計分析以及風電功率預測誤差分析基礎上，利用最大熵原理估計風電功率概率密度函數，建立了反映風電功率不確定性的機會成本模型；通過風電功率概率分布的離散化處理將風電成本模型引入日前機組組合模型的目標函數中，進而建立了風電并網系統日前有功優(yōu)化調度的0-1混合整數規(guī)劃模型。與傳統的風電并網系統有功調度方法不同，所提模型和方法將風電計劃功率作為決策變量加以考慮，風電并網功率的多少取決于系統運行的相關技術

6、約束及風電功率不確定性引起的機會成本。
　　為實現多時間尺度相協調的有功調度，借鑒模型預測控制理論方法，構建了能夠滿足風電完全接納和棄風最小兩種目標要求的日內超短期有功調度模型。結合模型預測控制方法，按“逐級細化，多級協調”原則，構建了日內超短期調度的結構框架；針對風電功率波動大小對系統調控經濟性和安全性影響程度的差異，建立了完全接納風電和棄風最小兩種滾動優(yōu)化模型；本文所提的日內超短期有功優(yōu)化調度策略綜合考慮了系統運行的經濟性和安