計及風力發(fā)電的電力系統(tǒng)可靠性與動態(tài)經(jīng)濟調度研究.pdf

1、隨著全球能源和環(huán)境問題的日益突出，可再生能源尤其是風能得到迅速的發(fā)展，引起了足夠的重視。然而風能具有隨機性和間歇性特點，大規(guī)模并網(wǎng)后勢必會對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和經(jīng)濟調度帶來一定的影響。因此，深入研究大規(guī)模風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟調度的影響，對于含風電場的電力系統(tǒng)合理規(guī)劃及調動運行具有重要的理論意義和實際應用價值。本文主要的研究內容和成果如下:
　　1)為有效地評估風電并網(wǎng)對系統(tǒng)可靠性的影響，本文在考慮系統(tǒng)線路、變壓器以及潮流

2、因素的基礎上建立了含風電場的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估模型。為提高風速預測精度，在ARMA模型的基礎上引入了GARCH模型，構造了ARMA-GARCH風速預測模型，并以實際東海風電場風速數(shù)據(jù)為基礎，驗證了該模型的有效性。為盡可能減少切負荷量，采用了最優(yōu)切負荷模型。最后以IEEE-RTS測試系統(tǒng)為算例，分別對含異步風機風電場、雙饋風機風電場的系統(tǒng)進行發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估。通過對仿真結果的分析和比較，可以明顯的看出:風電接入對提高系統(tǒng)的可靠性具有

3、積極的貢獻，同時驗證了風電出力的不確定性及風電場分散接入要比集中接入對系統(tǒng)可靠性貢獻大。
　　2)為提高計算效率，充分考慮不同風速及風機之間的相互影響，本文在基于頻率和持續(xù)時間法思想的基礎上，提出了一種解析的風電場可靠性模型。該模型在充分考慮風電場出力隨機性的基礎上，將風電場模擬成一個類似于多狀態(tài)的常規(guī)機組。以RBTS測試系統(tǒng)為算例、文獻中所提到的方法為參考，通過對仿真結果的比較和分析，證明了所提模型的可行性和有效性，極大地減少了

4、計算時間，提高了計算效率該模型可以被系統(tǒng)規(guī)劃者用來計算含大型風電場的系統(tǒng)可靠性指標。
　　3)提出一種改進的粒子群優(yōu)化算法，該算法引入了精英學習策略和信息分享策略，結合兩種策略的優(yōu)點，有效地提高了粒子群優(yōu)化算法的尋優(yōu)能力和收斂速度。建立了含風電場的電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟調度模型。針對風電場的隨機性和波動性特點，引入正、負旋轉備用加以應對。同時在目標函數(shù)中考慮了常規(guī)機組的閥點效應，使模型更趨合理性。分別采用基本的粒子群優(yōu)化算法、改進的算法

5、以及遺傳算法對含風電場的動態(tài)經(jīng)濟調度模型進行求解，通過對結果的分析和比較，驗證了所提算法的優(yōu)越性。所提方法和模型，對于含風電場的動態(tài)經(jīng)濟調度具有較高的實際應用價值。
　　4)建立了含風電場的隨機優(yōu)化動態(tài)經(jīng)濟調度模型。在隨機模型中，加入了系統(tǒng)備用約束，使之可以得到更有效的機組啟停策略。同時在目標函數(shù)中加入缺負荷懲罰部分，使得求取的調度策略兼顧經(jīng)濟性和可靠性要求。風電場出力的隨機性用Monte Carlo抽樣方法模擬，并以不同的場景來

6、表示。為減少計算時間，提高計算效率，采用了基于概率距離的場景消除技術。本文利用改進的粒子群優(yōu)化算法結合內點法，求取隨機優(yōu)化動態(tài)經(jīng)濟調度模型。最后分別以IEEE30節(jié)點和IEEE RTS測試系統(tǒng)為算例進行仿真分析，仿真結果驗證了所提模型的可行性和有效性。
　　5)提出了一種考慮系統(tǒng)可靠性約束的風電并網(wǎng)動態(tài)經(jīng)濟調度模型，該模型除了考慮機組常規(guī)的運行約束外，還加入了可靠性約束，在目標函數(shù)中計及了中斷負荷費用，使得該優(yōu)化調度模型更符合實際