含新能源的电力系统旋转备用容量优化研究

摘要

旋转备用容量的配置作为系统抵御风险的重要措施，与系统运行可靠性关系密切，同时也影响着系统稳定性与经济性的决策。旋转备用容量一般用传统确定性方法确定，以满足系统运行可靠性为首要任务，较少分析旋转备用容量与不确定性因素之间的关系。然而，随着新能源并网规模的不断增加，由于其出力具有不确定性和间歇性，给系统的安全运行带来了巨大的挑战，如何在保证可靠性的同时使经济性最优是一个值得研究的问题。
　　首先，考虑到不确定性因素对备用优化的影响，本文采用常规建模方式对计及预测误差的风电出力、光伏发电出力以及负荷和常规机组故障停运等不确定性因素进行建模。在此基础上，将这四种不确定性因素出力的概率密度函数离散化，建立基于序列运算理论的概率性序列，综合建立风电和光伏的序列化模型，能够直观的反映系统中存在的风险程度。
　　其次，建立了计及用户停电损失和旋转备用成本的机组组合优化模型。将由于备用不足导致的用户停电损失和与备用密切相关的备用成本加入到目标函数中，实现风险与成本的相互约束，完成系统可靠性与经济性的协调配合。针对本文建立的模型，将机组组合问题分解为内外两层，提出了离散粒子群和细菌群体趋药性混合智能算法，外层优化机组状态采用离散粒子群算法，内层负荷和旋转备用经济分配采用细菌群体趋药性，混合算法提高了寻优速度和结果的最优程度。
　　最后，考虑系统实际运行情况，详述了基于序列运算的随机直流潮流计算方法。为减小和限制系统传输线路越限概率，提出了基于电气距离分区的机组出力动态调整策略，并作为约束条件在机组组合优化模型中引入，同时在模型中加入输电线路传输容量约束。算例分析表明本文所提动态调整策略能够有效减小寻优时间以及线路潮流越限的概率，使问题的研究更符合实际需要，对含新能源的电力系统优化调度决策具有指导意义。