適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的電力系統(tǒng)有功調(diào)度策略研究.pdf

1、風(fēng)電的大力發(fā)展促進(jìn)了我國能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和電力系統(tǒng)的節(jié)能減排。大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)增加了電力系統(tǒng)運(yùn)行的不確定因素。風(fēng)電功率的不確定性和可預(yù)測性差的特點(diǎn)給以負(fù)荷預(yù)測為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)有功優(yōu)化調(diào)度帶來挑戰(zhàn)。本文從風(fēng)電功率不確定性對系統(tǒng)有功調(diào)度的影響入手，深入分析了風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中有功調(diào)度的主要瓶頸，并在此基礎(chǔ)上研究了系統(tǒng)調(diào)峰能力、不同時間尺度下的有功優(yōu)化調(diào)度模型和方法等問題。
　　應(yīng)用最大熵原理量化分析了風(fēng)電功率的不確定性，從系統(tǒng)有功調(diào)度層面

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

3、測精度提高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了多級、多時間尺度的有功優(yōu)化調(diào)度整體框架，該框架針對大規(guī)模風(fēng)電接入系統(tǒng)條件下的系統(tǒng)調(diào)峰能力計(jì)算分析、日前有功調(diào)度、以及日前與實(shí)時兩調(diào)度級的協(xié)調(diào)等問題，給出較為清晰的技術(shù)路線。
　　研究了評估系統(tǒng)調(diào)峰能力的靜態(tài)模型和動態(tài)模型，提出了一種計(jì)及風(fēng)電功率波動極端場景的調(diào)峰能力分析方法。在分析風(fēng)電波動對調(diào)峰影響極端場景的基礎(chǔ)上，綜合考慮調(diào)峰容量和機(jī)組調(diào)節(jié)速率對系統(tǒng)調(diào)峰能力的影響，提出了一種風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰能力的計(jì)算模型

4、及求解方法。本文所提的0-1整數(shù)規(guī)劃模型以研究周期內(nèi)的負(fù)荷低谷時段系統(tǒng)下調(diào)空間最大為目標(biāo)，計(jì)及常規(guī)機(jī)組的最小停運(yùn)時間、最小運(yùn)行時間以及爬坡速率等約束，并考慮了風(fēng)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(nèi)某一風(fēng)電波動范圍的系統(tǒng)調(diào)峰極限，以及相應(yīng)的機(jī)組啟停方案。模型的計(jì)算結(jié)果可為風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的日前調(diào)度提供必要的參考信息。
　　分析了風(fēng)電功率不確定性引起的系統(tǒng)調(diào)度成本，建立了風(fēng)電功率不確定機(jī)會成本模型，并將其引入到日前

5、有功優(yōu)化調(diào)度決策中。在已有的風(fēng)電功率輸出特性統(tǒng)計(jì)分析以及風(fēng)電功率預(yù)測誤差分析基礎(chǔ)上，利用最大熵原理估計(jì)風(fēng)電功率概率密度函數(shù)，建立了反映風(fēng)電功率不確定性的機(jī)會成本模型；通過風(fēng)電功率概率分布的離散化處理將風(fēng)電成本模型引入日前機(jī)組組合模型的目標(biāo)函數(shù)中，進(jìn)而建立了風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)日前有功優(yōu)化調(diào)度的0-1混合整數(shù)規(guī)劃模型。與傳統(tǒng)的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)有功調(diào)度方法不同，所提模型和方法將風(fēng)電計(jì)劃功率作為決策變量加以考慮，風(fēng)電并網(wǎng)功率的多少取決于系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)

6、約束及風(fēng)電功率不確定性引起的機(jī)會成本。
　　為實(shí)現(xiàn)多時間尺度相協(xié)調(diào)的有功調(diào)度，借鑒模型預(yù)測控制理論方法，構(gòu)建了能夠滿足風(fēng)電完全接納和棄風(fēng)最小兩種目標(biāo)要求的日內(nèi)超短期有功調(diào)度模型。結(jié)合模型預(yù)測控制方法，按“逐級細(xì)化，多級協(xié)調(diào)”原則，構(gòu)建了日內(nèi)超短期調(diào)度的結(jié)構(gòu)框架；針對風(fēng)電功率波動大小對系統(tǒng)調(diào)控經(jīng)濟(jì)性和安全性影響程度的差異，建立了完全接納風(fēng)電和棄風(fēng)最小兩種滾動優(yōu)化模型；本文所提的日內(nèi)超短期有功優(yōu)化調(diào)度策略綜合考慮了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安