[發明專利]含大規模風電電力系統的短期運行優化方法有效

申請號：	201310159947.2	申請日：	2013-05-03
公開（公告）號：	CN103259285A	公開（公告）日：	2013-08-21
發明（設計）人：	汪寧渤;馬明;馬彥宏;劉光途;趙龍;周強;王定美;路亮;張健美;呂清泉	申請（專利權）人：	國家電網公司;甘肅省電力公司;甘肅省電力公司風電技術中心
主分類號：	H02J3/38	分類號：	H02J3/38;G06Q10/04;G06Q50/06
代理公司：	北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249	代理人：	劉洪京
地址：	100031 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	大規模電力系統短期運行優化方法
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【說明書】：

技術領域

本發明具體地，涉及一種含大規模風電電力系統的短期運行優化方法。

背景技術

目前，當電力系統中沒有風電接入時，電力系統的不穩定因素很大程度上來自于負荷的波動，而負荷的波動變化緩慢，有規律可循，易于進行機組間的經濟調度。大規模風電接入電網后，由于風電自身出力的隨機波動特性，使得電力系統等效負荷的波動性增加且難以預測，所以大規模風電并網將對電力系統的短期經濟調度提出更高的要求。此外，風電場的出力間歇性明顯，并且隨時間大幅度頻繁的波動，在極端情況下，風電出力率甚至可能在0~100%之間跳躍，規律性較差，會導致電力系統供電的可靠性下降，同時，為了維持電力系統在任一時刻負荷與發電的平衡，電力系統中其他機組頻繁、快速地調整出力也導致系統的運行成本增加。由此可見，大規模風電的接入給電力系統短期經濟調度運行帶來許多新的問題與挑戰，同時也給系統中常規機組的運行提出更嚴格的要求。另一方面，受預測技術的限制，風電出力預測精度不高，且隨著預測時間的增加，預測的誤差不斷增大。因此，在充分利用風能資源發電的前提下，為了保障電力系統的安全、經濟、可靠運行，對含大規模風電的電力系統進行短期運行優化研究十分重要。在建立的經濟調度模型中，應該合理考慮風電出力隨機波動的影響，對風電出力預測誤差進行分析建模，并在滿足電力系統運行及機組運行的各種約束條件下，達到電網供電可靠性與經濟性的協調，由此便需要采取多時間尺度、多模型的新型短期經濟調度模式。

對于短期調度來說，需要給出每個時段的風電出力數據和負荷數據，即電力系統調度運行是在對風電功率進行預測的基礎上進行的。根據研究表明，對于大規模并網的風電，由于大量的風力發電機地理分布的廣泛性，使得我們能夠利用中心極限定理來證明風電場出力預測誤差成正態分布。由于大規模風電集中接入電網，對于接入電力系統的風電出力預測誤差可認為是服從正態分布的。類似的，研究表明負荷以及凈負荷（負荷減去風電出力后的等效負荷）的預測誤差均滿足正態分布。在此基礎上，我們可以從凈負荷的角度，來對含大規模風電電力系統的短期優化運行特性進行分析。而風電出力的隨機性使得電力系統不能進行最優的運行。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種含大規模風電電力系統的短期運行優化方法，以實現較好的調節風力發電的隨機性、波動性、地域性、雙向調峰性以及與負荷的相互關系，從而使得電力系統優化運行的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種含大規模風電電力系統的短期運行優化方法，包括以下步驟：

對風電出力的隨機性進行建模，因風電出力預測的誤差值服從零均值的正態分布；則風電出力預測誤差的標準差與風電預測值的關系式為???????????????????????????????????????????????；式中，為風電預測標準差；為風電預測值；、均為預測誤差常數；

?根據上述風電預測標準差得出風電出力量，該風電出力量為：,其中，為風電預測誤差的隨機變量；

對電力系統負荷的隨機性進行建模，電力系統負荷服從正態分布，則電力系統的負荷預測誤差的標準差與負荷的預測值成正比，其關系式為：

???，式中，是負荷預測誤差隨機變量的標準差；是負荷的預測值；為負荷預測誤差系數；

在對上述風電出力和負荷建模后，對電力系統的凈負荷建模，凈負荷即為：電力系統負荷扣除風電出力后的差值，其關系如下式：，因風電出力和電力系統負荷為互不相關的正態分布的隨機變量，則凈負荷服從正態分布，其預測誤差的標準差由下式得出：

????即得出凈負荷的概率分布；

對上述凈負荷的概率分布過離散化的方法，將凈負荷概率分布曲線分成N個區間，得到每個區間對應的概率，然后通過對每個區間分別計算并進行加權，得出凈負荷的概率分布曲線。

根據本發明的優選實施例，根據上述凈負荷的概率分布曲線對電力系統中的風電和火電機組進行合理布局：