計(jì)及響應(yīng)隨機(jī)性的柔性負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度策略研究.pdf

1、電力平衡是電力系統(tǒng)運(yùn)行的核心問題之一。能源革命和智能電網(wǎng)建設(shè)正不斷給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來新的變化，電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行面臨著如何應(yīng)對峰谷差日趨增大、如何保障大規(guī)模間歇性可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)消納等重大挑戰(zhàn)。由于高滲透率可再生能源發(fā)電和大規(guī)模電動汽車及分布式儲能接入電網(wǎng)后，源側(cè)可調(diào)度、可控性變差，加之電網(wǎng)峰谷差的日益擴(kuò)大使得電網(wǎng)的調(diào)峰需求不斷上升，常規(guī)電源的控制調(diào)節(jié)能力難以滿足電網(wǎng)運(yùn)行要求，且受到經(jīng)濟(jì)性制約，傳統(tǒng)的“發(fā)電跟蹤負(fù)荷”的調(diào)度運(yùn)行模式不能適應(yīng)

2、智能電網(wǎng)發(fā)展需求。因此，迫切需要開展柔性負(fù)荷調(diào)度策略研究，通過引導(dǎo)電源與負(fù)荷的友好互動，充分發(fā)揮各種負(fù)荷資源在不同時間尺度和不同機(jī)制下的調(diào)節(jié)潛力，實(shí)現(xiàn)從“源隨荷調(diào)”向“源荷互動”的革命性轉(zhuǎn)變。
　　本文圍繞柔性負(fù)荷主動參與電網(wǎng)運(yùn)行控制必須關(guān)注負(fù)荷響應(yīng)的隨機(jī)性這一關(guān)鍵問題，從四個方面開展研究工作：在建模方面，針對海量的復(fù)雜多主體柔性負(fù)荷進(jìn)行響應(yīng)建模研究及隨機(jī)性分析；在日內(nèi)滾動調(diào)度層面，基于機(jī)會約束規(guī)劃方法研究了計(jì)及隨機(jī)響應(yīng)的價(jià)格敏感

3、型柔性負(fù)荷經(jīng)濟(jì)安全優(yōu)化調(diào)度策略；在實(shí)時調(diào)度層面，基于確定性響應(yīng)研究了計(jì)及安全約束的柔性負(fù)荷實(shí)時優(yōu)化調(diào)度策略；在整體調(diào)控運(yùn)行層面，研究了多時間尺度協(xié)調(diào)的柔性負(fù)荷調(diào)度模型與策略。論文主要工作及成果包括：
　?。?）分析了價(jià)格型、激勵型柔性負(fù)荷響應(yīng)經(jīng)濟(jì)特性，提出柔性負(fù)荷用電方式滿意度和互動效益滿意度指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上，建立了不同主體的柔性負(fù)荷互動效益模型，提出多主體柔性負(fù)荷主動響應(yīng)建模方法，基于價(jià)格彈性系數(shù)和負(fù)荷響應(yīng)概率分布特性給出了價(jià)

4、格敏感型柔性負(fù)荷主動響應(yīng)不確定性數(shù)學(xué)表征方法，為后續(xù)開展柔性負(fù)荷隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度策略研究奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）在柔性負(fù)荷日內(nèi)滾動調(diào)度層面，針對可再生能源波動問題，研究了計(jì)及隨機(jī)響應(yīng)的價(jià)格敏感型柔性負(fù)荷經(jīng)濟(jì)安全優(yōu)化調(diào)度策略。首先，以負(fù)荷響應(yīng)滿意度期望值最大化為目標(biāo)，建立了價(jià)格敏感型柔性負(fù)荷隨機(jī)主動響應(yīng)模型，將不確定性約束條件轉(zhuǎn)化成確定性約束條件，并采用粒子群算法進(jìn)行求解，從風(fēng)電不確定性、價(jià)格彈性系數(shù)和負(fù)荷響應(yīng)量分布系數(shù)等方面研究了其對

5、主動響應(yīng)量的影響；其次，在計(jì)及安全置信水平的同時也考慮關(guān)鍵斷面潮流機(jī)會約束條件，基于機(jī)會約束規(guī)劃方法建立了柔性負(fù)荷日內(nèi)滾動調(diào)度模型。為滿足調(diào)度實(shí)時性要求，在隨機(jī)優(yōu)化模型求解策略中，通過靈敏度分析方法將非線性約束轉(zhuǎn)化成了線性約束，直接計(jì)算不確定性概率，大幅提升了求解效率。在某省級電網(wǎng)上進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了模型的有效性、適應(yīng)性和求解的快速性，為調(diào)度中心制定更為合理的日內(nèi)源荷互動調(diào)度策略提供了有力的工具。
　　（3）在實(shí)時5分鐘超前調(diào)度層面

6、，針對負(fù)荷的無序響應(yīng)可能會劣化系統(tǒng)運(yùn)行而導(dǎo)致潮流越限、電壓越限等安全問題，研究了計(jì)及安全約束的柔性負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度策略?；谌嵝载?fù)荷響應(yīng)模型建立了調(diào)度成本模型，在綜合考慮網(wǎng)絡(luò)安全和柔性負(fù)荷互動響應(yīng)滿意度約束的基礎(chǔ)上，以調(diào)度成本最小化為目標(biāo)，建立實(shí)時優(yōu)化調(diào)度模型。應(yīng)用靈敏度分析方法將網(wǎng)絡(luò)安全約束轉(zhuǎn)化為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)互動響應(yīng)量約束，并通過二次規(guī)劃法求解模型。以某省實(shí)際電網(wǎng)為例進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，基于本文所提出的策略，可利用柔性負(fù)荷實(shí)現(xiàn)極大降低風(fēng)電棄風(fēng)

7、率，同時也可保障系統(tǒng)運(yùn)行在允許的安全范圍內(nèi)，為含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)超前調(diào)度提供了一種新的有效思路。
　?。?）從整體調(diào)控運(yùn)行層面，研究了多時間尺度協(xié)調(diào)的柔性負(fù)荷調(diào)度模型與策略。以引導(dǎo)海量分散分布的負(fù)荷側(cè)資源參與電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行為目的，建立了基于多代理的柔性負(fù)荷互動響應(yīng)調(diào)度技術(shù)框架?；诓┺恼摰乃枷朐O(shè)計(jì)了負(fù)荷代理競價(jià)機(jī)制和決策模型，提出了基于非合作博弈的全局最優(yōu)負(fù)荷代理分散決策方法，并研究了負(fù)荷代理報(bào)價(jià)的學(xué)習(xí)策略，通過滿意度矩陣（SD