[發明專利]基于調峰裕度的風電并網協調調度優化方法

有效

• 申請號: 201410594661.1
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104362673A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 劉天琪;曾雪婷;李茜;陳振寰;王福軍;李曉虎;楊春祥;關鐵英
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司;四川大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種基于調峰裕度的風電并網協調調度優化方法，具體地說，本發明提出了24點調峰容量裕度指標，從調峰能力的角度確定出風電并網功率和系統正、負旋轉備用容量，建立了以系統總運行成本最小為目標，含水、火電運行價格成本、風電棄風懲罰成本以及系統備用懲罰成本的風電并網協調調度優化模型，屬于電氣信息領域。

背景技術

傳統電力系統優化調度問題是為實現發電成本最小、污染物排放量最小等目標，基于系統功率平衡、備用需求和機組出力限制等約束條件，得到調度周期內負荷最優分配的發電計劃。當大規模風電并入電網以后，由于風能受到多種自然因素的影響而具有強烈的隨機波動性，給系統的安全穩定運行帶來了不小的沖擊，尤其是風電的逆調峰特性加大了系統負荷的峰谷差，對系統調度計劃的制定產生了極大的影響。現有的風電并網調度優化模型研究的重點主要體現在兩個方面：一是建立較為精確的風電出力模型；二是配置合理的系統備用容量。

許多研究采用基于Weibull分布規律的風速模型和場景分析理論對風電出力進行建模，然后將預測得到的風電出力全額上網參與調度，雖然這些建模方法提高了風電預測出力功率的精確性，但是不易與調度方案靈活結合起來，協調調度能力差，容易出現調峰容量裕度不足的情況，所以需要考慮調峰裕度來對調度方案進行優化建模，張偉.大規模風電并網條件下電力系統有功調度研究[D].東北電力大學碩士論文.2013。

大規模風電接入導致系統等效負荷峰谷差變大，加劇了對系統調峰的難度，為了保證系統能夠安全可靠運行，必須預留足夠的備用容量。在許多優化模型中將風電總量的一定百分比作為附加備用容量來應對風電隨機變化特性，但是這種確定性的方法沒有對風電的不確定性給予統計分析，實際上只有預留100％的風電容量水平的旋轉備用才能夠確保系統絕對安全，周瑋，彭昱，孫輝，等.含風電場的電力系統動態經濟調度[J].中國電機工程學報，2009，29(25)：13-18。許多研究開始采用概率化的方法來確定備用容量，將負荷預測誤差和風電出力預測誤差的概率分布同機組的累積停運容量概率模型結合，得到機組累計停運容量概率表COPT，然后采用函數擬合的方法得到不同機組組合狀態下的備用容量，從而使系統在風電并網后仍能夠達到期望的可靠性水平，但是選取的風電和負荷的出力誤差模型都較為簡單，實現的結果仍存在較大誤差，張國強，吳文傳，張伯明.考慮風電接入的有功運行備用協調優化[J].電力系統自動化，2011，35(12)：15-19。

發明內容

本發明的目的是針對風電全額上網的扶持政策，為解決大規模風電并網后常規機組運行經濟性和風電利用效益之間的矛盾而提供的一種基于調峰裕度的風電并網協調調度優化方法，其特點是針對風電出力的不確定性，利用24點調峰容量裕度指標來評估系統的調峰裕度進而確定出風電并網功率和系統正、負旋轉備用容量，同時建立起以系統總運行成本最小為目標，含水、火電運行價格成本、風電棄風懲罰成本以及系統備用懲罰成本的風電并網協調調度優化模型。

其主要思路是：利用24點調峰容量裕度指標對系統調峰裕度進行評估，當調峰容量充裕時將風電預測出力作為負的負荷直接修正日負荷曲線，得到等效日負荷曲線。如果正調峰容量裕度不足，風電能夠全額并網，同時在制定開機方式時需要增開機組數目來提高輸出的功率以快速響應系統功率的缺失；如果負調峰容量裕度不足，則需要采取適當的棄風策略。調度模型的目標函數為系統總運行成本最小，其中包含了水、火電運行價格成本、風電棄風懲罰成本以及系統備用懲罰成本。

本發明的目的由以下技術措施實現

基于調峰裕度的風電并網協調調度優化方法包括以下步驟：

1)系統24點調峰容量裕度評價指標

將風電并網后系統的凈負荷最大峰谷差作為調峰需求，為了精確表征24個調度時段的負荷變化，定義系統24點調峰需求為后一時段與前一時段最大負荷差的絕對值，即

△P_LD.t＝max(|P_LD.t+1-P_LD.t|)(t＝0,1,2,…,23)??????(1)

式中，△P_LD.i為t時刻的調峰需求；P_LD.i+1為t+1時刻的負荷；P_LD.i為t時刻的負荷。