計(jì)及間歇性能源發(fā)電的輸電系統(tǒng)綜合規(guī)劃方法.pdf

1、在間歇性電源大規(guī)模并入傳統(tǒng)電力系統(tǒng)后，電力系統(tǒng)需要面臨具有高度不確定、高風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境。如何研究輸電系統(tǒng)規(guī)劃側(cè)引導(dǎo)、協(xié)調(diào)、支持電力系統(tǒng)接納間歇性電源的能力，是目前國(guó)內(nèi)外規(guī)劃人員所關(guān)注的重要問題?，F(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方法和模型存在的主要問題在于:缺乏適應(yīng)高滲透吞吐型輸電系統(tǒng)規(guī)劃的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法;現(xiàn)有電力系統(tǒng)規(guī)劃方法無法綜合平衡接納能力與運(yùn)行可靠性水平矛盾;現(xiàn)有方法缺乏綜合考慮間歇性電源并網(wǎng)后引起輸電系統(tǒng)可用傳輸容量的變化問題

2、等等。
　　 針對(duì)上述問題，本論文基于現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃模型和方法，深入分析了間歇性電源的出力特性及與電力系統(tǒng)的交互影響，并以此為基礎(chǔ)提出評(píng)價(jià)新指標(biāo)、建立靈活性更強(qiáng)的輸電系統(tǒng)規(guī)劃模型、同時(shí)發(fā)展了能夠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的協(xié)調(diào)決策方法，最后取得了一定的研究成果:
　　 (1)首先介紹了現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方法理論，并對(duì)間歇性電源并網(wǎng)背景下的輸電系統(tǒng)建模的基本環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和概括，為后文提出輸電系統(tǒng)規(guī)劃綜合方法奠定建模和仿真的基礎(chǔ)。這些

3、模型能夠適用于計(jì)及間歇性電源并網(wǎng)的輸電系統(tǒng)規(guī)劃的不同場(chǎng)景，包括非時(shí)序性/時(shí)序性場(chǎng)景、單一/多場(chǎng)景等，具有廣泛適用性。
　　 (2)為彌補(bǔ)現(xiàn)有的輸電系統(tǒng)規(guī)劃綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的不足之處，提出計(jì)及間歇性電源并網(wǎng)特點(diǎn)的輸電系統(tǒng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。首先，對(duì)包含大量間歇性電源的國(guó)際大電力系統(tǒng)在該方面研究經(jīng)驗(yàn)和成果進(jìn)行調(diào)研和歸納，結(jié)合中國(guó)間歇性電源并網(wǎng)的具體特點(diǎn)，引進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、接納間歇性電源最大能力及污染物減排量等方面的新型指標(biāo)，旨在盡可能全面客觀

4、評(píng)價(jià)間歇性電源在電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性和環(huán)保性方面的定性或定量的影響。新型評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠?qū)﹂g歇性電源并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)新特點(diǎn)進(jìn)行量化表征，從而對(duì)所得規(guī)劃方案進(jìn)行有效區(qū)分以提供決策支持。
　　 (3)為解決綜合平衡電力系統(tǒng)接納間歇性電源能力與系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠性要求間的矛盾，發(fā)展了以提高接納間歇性電源能力為優(yōu)化目標(biāo)的輸電系統(tǒng)雙層規(guī)劃模型。首先，將以投資成本最小化為目標(biāo)確定輸電系統(tǒng)規(guī)劃方案描述為上層模型;將以棄風(fēng)懲罰與切負(fù)荷

5、懲罰量之和最小為優(yōu)化目標(biāo)描述為下層模型。然后，充分考慮間歇性電源出力不確定性與群相關(guān)性、負(fù)荷波動(dòng)不確定性以及元件隨機(jī)停運(yùn)等不確定性情況下對(duì)所得優(yōu)化規(guī)劃方案進(jìn)行細(xì)致的安全校驗(yàn)，以保證輸電規(guī)劃方案的適應(yīng)性。最后采用包含多個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)的、修改的巴西南部46節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)所發(fā)展的模型和求解方法進(jìn)行說明。結(jié)果表明，在對(duì)有高滲透率間歇性可再生能源發(fā)電的電力系統(tǒng)進(jìn)行輸電規(guī)劃時(shí)，需要在增強(qiáng)接納可再生能源發(fā)電能力和系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行適當(dāng)折衷，以合理平衡輸

6、電容量投資經(jīng)濟(jì)性與系統(tǒng)運(yùn)行可靠性之間的關(guān)系。
　　 (4)為解決大規(guī)模間歇性電源并網(wǎng)背景下的互聯(lián)系統(tǒng)間可用輸電容量決策的問題，在電力系統(tǒng)多區(qū)域可用傳輸容量的協(xié)調(diào)決策引進(jìn)多目標(biāo)非劣最優(yōu)理論。首先對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的不確定性因素的來源例如間歇性電源的出力、負(fù)荷需求波動(dòng)以及線路的隨機(jī)停運(yùn)等進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。然后非序貫蒙特卡羅仿真求取各個(gè)子區(qū)域的可用傳輸容量的邊緣概率密度分布，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)造以風(fēng)險(xiǎn)收益最大化為目標(biāo)的多區(qū)域可用輸電容量的協(xié)調(diào)決

7、策模型。之后，利用NSGA-Ⅱ方法進(jìn)行同步協(xié)調(diào)優(yōu)化求解，最后得到帕累托最優(yōu)的待決策組合。最后以IEEE118節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)為例驗(yàn)證了兼顧系統(tǒng)運(yùn)行中有關(guān)不確定性因素所引起的風(fēng)險(xiǎn)成本和區(qū)域間同步協(xié)調(diào)問題的適用性。仿真結(jié)果表明，電力系統(tǒng)運(yùn)行中的不確定性以及不同區(qū)域的相對(duì)重要程度影響多區(qū)域可用輸電能力的決策風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)多區(qū)域可用輸電能力進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化決策就具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 最后對(duì)論文中所作的研究進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)，并指出了該領(lǐng)域有待進(jìn)一步