考虑多资源的含风电电力系统优化调度策略研究

摘要

风电出力具有明显的随机性、波动性和反调峰性。随着风电装机容量的不断增加，大规模风电并网对传统电网带来的一系列负面影响逐步显现，常规机组的调节能力已经无法满足风电并网所带来的功率波动和调峰、备用需求，负荷低谷期因风电出力高而导致支路越限影响电网的安全运行时，一般采取限制风电出力的措施，这对于一次能源和风电场投资来说都是一种浪费。因此，研究多种可调资源与风电的协调优化调度对含风电电力系统的安全与经济运行具有重要意义。本文针对风电出力的特性，引入了储能系统、抽水蓄能电站和需求侧三种可调资源，具体研究内容包括:
　　首先，为了应对风电出力的短时波动、保证常规机组的稳定运行，研究了考虑储能系统的风电波动平抑策略，提出了面向风储联合出力和面向常规机组出力的两种波动平抑策略，并分别建立了以最小化方差和最小化相邻点之差的平方和为目标函数的波动平抑模型，进行了算例分析并比较了不同策略的平抑效果;采用区间预测理论在备用约束中考虑风电出力的不确定性，建立了含风电电力系统日前调度模型，将平抑结果代入模型中进行求解。
　　其次，为了缓解风电的反调峰性和不确定性给系统带来的调峰和备用压力，研究了抽水蓄能电站参与含风电电力系统日前调度的策略。通过对抽水蓄能电站静动态功能的研究，兼顾系统运行的经济性和可靠性，给出了确定抽水蓄能电站最优容量划分方案的方法，建立了抽水蓄能电站参与含风电电力系统的调度模型，并进行了算例分析。
　　再次，在研究需求侧资源特性的基础上，对小时响应负荷和可中断负荷这两种资源进行了具体建模。分析了各类需求侧资源在日前调度中的作用，针对需求侧资源的削峰填谷和参与网络阻塞管理的作用分别建立了需求侧资源参与含风电电力系统日前调度模型，并分别进行了算例分析。
　　最后，在上述研究的基础上总结了三种资源的特性及其在含风电电力系统中所起的作用，提出了三种资源同时参与含风电电力系统调度的协调优化策略，将三种资源贯穿于整个含风电电力系统日前调度的过程，从不同的角度来缓解大规模风电接入对系统所带来的影响，建立了模型并进行了算例分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 风电消纳策略研究现状

1．2．2 可调资源参与含风电电力系统调度研究现状

1．2．3 考虑风电不确定性的机组组合研究现状

1．2．4 安全约束机组组合研究现状

1．3 本文的主要工作

第二章 考虑储能装置的风电波动平抑策略研究

2．1 储能装置的分类及其在含风电电力系统中的作用

2．1．1 储能装置的分类

2．1．2 储能装置在含风电电力系统中的作用

2．2 风电波动平抑策略与建模

2．2．1 面向风储联合出力的波动控制策略与建模

2．2．2 面向常规机组出力的波动控制策略与建模

2．3 含风电电力系统日前调度建模与求解方法

2．3．1 基于区间预测理论的风电不确定性考虑方法

2．3．2 含风电电力系统日前调度模型

2．3．3 基于混合整数线性规划的日前调度模型求解

2．4 算例分析

2．4．1 平抑效果比较

2．4．2 平抑结果对火电机组日前计划的影响

2．5 小结

第三章 抽水蓄能电站参与含风电电力系统调度策略研究

3．1 抽水蓄能电站参与含风电电力系统调度的最优容量划分方法

3．1．1 抽水蓄能电站功能分类

3．1．2 抽水蓄能电站动态效益计算方法

3．1．3 抽水蓄能电站最优容量划分方案计算方法

3．2 考虑抽水蓄能电站的含风电电力系统调度建模

3．2．1 抽水蓄能电站运行特性分析

3．2．2 抽水蓄能电站参与含风电电力系统日前调度模型

3．3 算例分析

3．4 小结

第四章 负荷侧资源参与含风电电力系统调度策略研究

4．1 负荷侧资源参与日前调度

4．1．1 负荷侧资源参与日前调度的措施与分类

4．1．2 负荷侧资源参与日前调度的作用分析

4．1．3 负荷侧资源建模

4．2 负荷侧资源参与含风电电力系统削峰填谷研究

4．2．1 考虑日前小时电价的含风电电力系统调度建模

4．2．2 算例分析

4．3 负荷侧资源参与含风电电力系统输电阻塞管理研究

4．3．1 基于直流潮流的安全约束处理方法

4．3．2 负荷侧资源参与输电阻塞管理模型

4．3．3 算例分析

4．4 小结

第五章 考虑多资源协调的含风电电力系统调度策略研究

5．1 考虑多资源的协调调度策略

5．1．1 资源的分类及特性分析

5．1．2 协调调度策略

5．2 算例分析

5．2．1 储能装置波动性平抑结果分析

5．2．2 不计及网络时抽水蓄能电站的调度结果分析

5．2．3 网络安全约束校验与发电机出力调整

5．2．4 负荷侧资源参与网络阻塞管理结果分析

5．3 小结

第六章 结论和展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的学术成果