基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、含風(fēng)電電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是當(dāng)前電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的研究重點(diǎn)之一。受風(fēng)能資源稟賦限制，風(fēng)力發(fā)電具有較強(qiáng)的隨機(jī)性、波動(dòng)性和反調(diào)峰性，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)及調(diào)度。風(fēng)電并網(wǎng)容量的增加以及并網(wǎng)電壓等級(jí)的提高，使得風(fēng)力發(fā)電對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的影響進(jìn)一步加劇。與此同時(shí)，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，具有靈活、快速調(diào)節(jié)能力的儲(chǔ)能系統(tǒng)逐步應(yīng)用，儲(chǔ)能在增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的同時(shí)，也使得電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行進(jìn)一步復(fù)雜化。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法難以適應(yīng)高風(fēng)電滲透比例下復(fù)雜電力系統(tǒng)調(diào)度的新

2、要求。在此背景下，本文以機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃為數(shù)學(xué)理論與方法支撐，以含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度作為研究主題，開展的主要工作和取得的主要成果如下:
　　針對(duì)含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題，考慮風(fēng)電出力隨機(jī)性，提出了基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的調(diào)度方法，在根據(jù)設(shè)定消納區(qū)間優(yōu)化制定機(jī)組出力計(jì)劃的同時(shí)，結(jié)合機(jī)組運(yùn)行情況對(duì)消納區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以此實(shí)現(xiàn)靈活經(jīng)濟(jì)調(diào)度。對(duì)此，首先，介紹了機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃理論，并推導(dǎo)出其確定表達(dá)形式。然后，提出基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃

3、的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法。最后，以含風(fēng)電系統(tǒng)為例，對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證分析，結(jié)果表明:所提方法能夠有效考慮風(fēng)電消納區(qū)間與機(jī)組運(yùn)行的相互影響關(guān)系;在盡可能滿足風(fēng)電消納區(qū)間要求的同時(shí)，減少因區(qū)間設(shè)定不合理而影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的情況發(fā)生;相較于傳統(tǒng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃，機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的結(jié)構(gòu)形式更加靈活、精細(xì)，適于處理含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題。
　　針對(duì)風(fēng)電預(yù)測(cè)隨機(jī)誤差導(dǎo)致的備用與潮流風(fēng)險(xiǎn)問題，以量化風(fēng)險(xiǎn)為途徑，提出了基于風(fēng)險(xiǎn)機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的

4、含風(fēng)電系統(tǒng)安全約束機(jī)組組合方法，綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)與消納成本。首先，借鑒風(fēng)險(xiǎn)理論與機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃思想，提出了計(jì)及風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃理論。隨后，將其應(yīng)用于含風(fēng)電系統(tǒng)的安全約束機(jī)組組合問題，重點(diǎn)針對(duì)系統(tǒng)備用與潮流約束進(jìn)行建模，并結(jié)合線路重要度處理隨機(jī)潮流問題。然后，利用改進(jìn)IEEE39節(jié)點(diǎn)和IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為算例進(jìn)行分析，結(jié)果表明:所提方法通過量化調(diào)節(jié)偏差風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電消納區(qū)間的靈活調(diào)整，優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性;基于

5、所提隨機(jī)潮流約束處理方法，能夠精細(xì)化考慮潮流分布，與傳輸線實(shí)際約束情況更為相符。
　　考慮風(fēng)電預(yù)測(cè)精度變化與預(yù)測(cè)信息定期更新，提出了基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的滾動(dòng)調(diào)度方法。首先，結(jié)合風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差隨預(yù)測(cè)超前時(shí)間變化的特性，基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃，提出計(jì)及誤差分布變化的靜態(tài)調(diào)度方法，用以在計(jì)劃不同時(shí)段有側(cè)重地兼顧運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性。然后，根據(jù)風(fēng)電預(yù)測(cè)信息更新，提出了基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的滾動(dòng)調(diào)度方法，用以在不影響系統(tǒng)運(yùn)行安全性的同時(shí)，提高系

6、統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。并對(duì)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化并求解，算例分析結(jié)果表明:所提靜態(tài)調(diào)度方法能夠結(jié)合風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差分布變化特性，在不同時(shí)段有側(cè)重地考慮運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化;所提滾動(dòng)調(diào)度方法能夠通過分時(shí)逐次調(diào)節(jié)，降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)難度，增強(qiáng)調(diào)度計(jì)劃調(diào)整的預(yù)見性。
　　針對(duì)儲(chǔ)能運(yùn)行導(dǎo)致的壽命損耗，提出了計(jì)及儲(chǔ)能非線性壽命損耗的多目標(biāo)協(xié)調(diào)調(diào)度方法。首先，根據(jù)儲(chǔ)能壽命損耗與放電深度二者關(guān)系，提出了綜合考慮相對(duì)放電深度與絕對(duì)放電深度的儲(chǔ)能壽命損耗量化模型。