基于機會約束目標規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、含風電電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行是當前電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的研究重點之一。受風能資源稟賦限制，風力發(fā)電具有較強的隨機性、波動性和反調(diào)峰性，難以準確預(yù)測及調(diào)度。風電并網(wǎng)容量的增加以及并網(wǎng)電壓等級的提高，使得風力發(fā)電對于系統(tǒng)運行的影響進一步加劇。與此同時，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，具有靈活、快速調(diào)節(jié)能力的儲能系統(tǒng)逐步應(yīng)用，儲能在增強系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的同時，也使得電力系統(tǒng)調(diào)度運行進一步復雜化。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法難以適應(yīng)高風電滲透比例下復雜電力系統(tǒng)調(diào)度的新

2、要求。在此背景下，本文以機會約束目標規(guī)劃為數(shù)學理論與方法支撐，以含風電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度作為研究主題，開展的主要工作和取得的主要成果如下:
　　針對含風電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題，考慮風電出力隨機性，提出了基于機會約束目標規(guī)劃的調(diào)度方法，在根據(jù)設(shè)定消納區(qū)間優(yōu)化制定機組出力計劃的同時，結(jié)合機組運行情況對消納區(qū)間進行優(yōu)化調(diào)整，以此實現(xiàn)靈活經(jīng)濟調(diào)度。對此，首先，介紹了機會約束目標規(guī)劃理論，并推導出其確定表達形式。然后，提出基于機會約束目標規(guī)劃

3、的含風電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法。最后，以含風電系統(tǒng)為例，對方法進行驗證分析，結(jié)果表明:所提方法能夠有效考慮風電消納區(qū)間與機組運行的相互影響關(guān)系;在盡可能滿足風電消納區(qū)間要求的同時，減少因區(qū)間設(shè)定不合理而影響機組運行經(jīng)濟性的情況發(fā)生;相較于傳統(tǒng)機會約束規(guī)劃，機會約束目標規(guī)劃的結(jié)構(gòu)形式更加靈活、精細，適于處理含風電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題。
　　針對風電預(yù)測隨機誤差導致的備用與潮流風險問題，以量化風險為途徑，提出了基于風險機會約束目標規(guī)劃的

4、含風電系統(tǒng)安全約束機組組合方法，綜合考慮系統(tǒng)運行風險與消納成本。首先，借鑒風險理論與機會約束目標規(guī)劃思想，提出了計及風險的機會約束目標規(guī)劃理論。隨后，將其應(yīng)用于含風電系統(tǒng)的安全約束機組組合問題，重點針對系統(tǒng)備用與潮流約束進行建模，并結(jié)合線路重要度處理隨機潮流問題。然后，利用改進IEEE39節(jié)點和IEEE118節(jié)點系統(tǒng)為算例進行分析，結(jié)果表明:所提方法通過量化調(diào)節(jié)偏差風險，實現(xiàn)了對風電消納區(qū)間的靈活調(diào)整，優(yōu)化了機組運行安全性與經(jīng)濟性;基于

5、所提隨機潮流約束處理方法，能夠精細化考慮潮流分布，與傳輸線實際約束情況更為相符。
　　考慮風電預(yù)測精度變化與預(yù)測信息定期更新，提出了基于機會約束目標規(guī)劃的滾動調(diào)度方法。首先，結(jié)合風電預(yù)測誤差隨預(yù)測超前時間變化的特性，基于機會約束目標規(guī)劃，提出計及誤差分布變化的靜態(tài)調(diào)度方法，用以在計劃不同時段有側(cè)重地兼顧運行安全性與經(jīng)濟性。然后，根據(jù)風電預(yù)測信息更新，提出了基于機會約束目標規(guī)劃的滾動調(diào)度方法，用以在不影響系統(tǒng)運行安全性的同時，提高系

6、統(tǒng)運行經(jīng)濟性。并對模型進行轉(zhuǎn)化并求解，算例分析結(jié)果表明:所提靜態(tài)調(diào)度方法能夠結(jié)合風電預(yù)測誤差分布變化特性，在不同時段有側(cè)重地考慮運行安全性與經(jīng)濟性，實現(xiàn)全局優(yōu)化;所提滾動調(diào)度方法能夠通過分時逐次調(diào)節(jié)，降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)難度，增強調(diào)度計劃調(diào)整的預(yù)見性。
　　針對儲能運行導致的壽命損耗，提出了計及儲能非線性壽命損耗的多目標協(xié)調(diào)調(diào)度方法。首先，根據(jù)儲能壽命損耗與放電深度二者關(guān)系，提出了綜合考慮相對放電深度與絕對放電深度的儲能壽命損耗量化模型。