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(tái)連接所組成的小型獨(dú)立微網(wǎng)，較之傳統(tǒng)各平臺(tái)單獨(dú)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(jì)性，因此已逐漸成為海上油氣平臺(tái)供電方式的發(fā)展方向。
　　近年來(lái)，隨著風(fēng)電和儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國(guó)海洋石油總公司計(jì)劃在海上油田群電網(wǎng)中引入適量的風(fēng)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)，以降低電網(wǎng)燃?xì)廨啓C(jī)組發(fā)電耗氣量并減少石油生產(chǎn)過(guò)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(yùn)行條件較為惡劣

2、，缺乏大電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在原有電網(wǎng)基礎(chǔ)上引入風(fēng)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)后，海上油田群電網(wǎng)的控制變量進(jìn)一步增多，也加大了電網(wǎng)的調(diào)度控制難度。
　　針對(duì)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(guò)控制資源、時(shí)間和控制目標(biāo)等三個(gè)維度的協(xié)調(diào)，將含隨機(jī)變量的復(fù)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(yīng)的算法。
　　在控制資源維度上，本文主要考慮風(fēng)電、儲(chǔ)能及火電三種控制資源，并分別建立了考慮風(fēng)電投切控制的機(jī)組組合模型與

3、考慮風(fēng)電及儲(chǔ)能的機(jī)組組合模型，前者主要針對(duì)小負(fù)荷海上油田群電網(wǎng)海纜過(guò)載能力弱、接入風(fēng)機(jī)數(shù)較少的情況，將風(fēng)機(jī)等效為投切狀態(tài)可控的隨機(jī)電源，利用L型分解法對(duì)模型進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與燃?xì)廨啓C(jī)組之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化;后者則基于大負(fù)荷海上油田群電網(wǎng)，在機(jī)組組合模型中引入大容量風(fēng)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用Benders分解法求出風(fēng)-儲(chǔ)-火多電源協(xié)調(diào)的機(jī)組啟停計(jì)劃，實(shí)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(shí)間維度上，本文將控制時(shí)間尺度分為日

4、前與實(shí)時(shí)，根據(jù)風(fēng)電及負(fù)荷的預(yù)測(cè)精度隨預(yù)測(cè)時(shí)間的縮短而提高這一特點(diǎn)，建立實(shí)時(shí)最優(yōu)潮流模型，在日前機(jī)組啟停計(jì)劃己知的基礎(chǔ)上，根據(jù)風(fēng)電及負(fù)荷實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)數(shù)值，對(duì)各電源出力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)日前啟停計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
　　在控制目標(biāo)維度上，本文根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際需要把控制目標(biāo)分為經(jīng)濟(jì)與安全兩部分，并提出對(duì)應(yīng)的有功及無(wú)功衡量指標(biāo)，將有功/無(wú)功指標(biāo)加入到最優(yōu)潮流目標(biāo)函數(shù)中，并利用內(nèi)點(diǎn)法與快速分支定界法相結(jié)合的算法對(duì)模型進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)了有功與無(wú)功