大规模风电并网条件下的电网优化调度研究

摘要

《可再生能源法》的颁布实施以及“建设大基地、融入大电网”的风电发展规划，推动了中国风电产业的快速发展。一批百万千瓦、千万千瓦规模的风电基地建设项目正处于规划实施当中。风电产业如此迅猛的发展也造成了一系列问题:风电建设规模远超电网的消纳能力，大规模风电并网造成的系统调峰问题，大规模风电并网影响电网的安全稳定运行等。
　　针对大规模风电并网给电网安全稳定运行造成的影响，本文结合风力发电自身的特点，从提高风电功率预测精度和改变传统的电网优化调度方式两个方面进行探求。提高风电功率预测精度是大规模风电并网条件下电网优化调度与运行的关键，由于风电功率的预测精度随着预测时间尺度的细化而逐渐提高，本文通过在日前调度计划与自动发电控制(AGC)之间增加时前滚动修正计划，设计了一套由日前调度计划、时前滚动修正计划和AGC组成的多时间尺度大规模风电并网优化调度策略。
　　首先，本文对大规模风电并网条件下的电网日前调度计划进行了研究。日前调度计划是整个优化调度策略的重要环节，本文采用基于NWP数值天气预报的日前风电功率置信区间预测方法向日前调度计划提供风电功率的预测值以及风电功率的上下波动范围，为了使日前调度计划能够灵活运用日前风电功率预测结果，本文对传统的SCUC模型进行了改进，提出了基于改进SCUC模型的日前调度计划模型。
　　其次，本文对大规模风电并网条件下的时前滚动修正计划进行了研究。时前滚动修正计划是对日前调度计划的补充和修正，本文采用基于ARIMA的时前滚动风电功率预测方法，并在其基础上建立基于改进SCED模型的时前滚动修正计划模型，使得时前滚动修正计划能够灵活运用最新的风电功率预测值来对日前计划在该时刻下的结果进行修正，降低风电功率预测误差对日前调度计划的影响。
　　然后，本文搭建了风电装机容量占系统总容量10％的26机系统模型来验证上述多时间尺度大规模风电功率并网优化调度策略是否能够降低风电功率波动性所造成的影响，提高电网对风电的吸纳能力。
　　最后，本文将电动汽车看作一种可调度的充电负荷，研究了由日前调度计划、时前滚动修正计划和电动汽车AGC组成的多时间尺度入网充电电动汽车与风电协同优化调度策略。针对未来电动汽车大规模普及的趋势，通过电动汽车与风电的协同优化调度来降低风电的波动性与随机性对电网的影响，充分发挥电动汽车的节能减排效益。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景与意义

1．1．1 国内外风电发展现状

1．1．2 论文研究意义

1．2 大规模风电并网问题的研究现状

1．2．1 大规模风电并网条件下的风电功率预测问题

1．2．2 大规模风电并网条件下的电网优化调度问题

1．3 本文主要研究内容

第二章 大规模风电并网条件下的电网日前调度计划研究

2．1 多时间尺度风电并网优化调度策略总体架构

2．2 基于NWP的日前风电功率置信区间预测方法

2．2．1 NWP风速数据修正

2．2．2 风电机组功率曲线拟合

2．2．3 风电功率置信区间预测

2．3 基于改进SCUC模型的日前调度计划模型

2．3．1 基于改进SCUC模型的日前调度计划建模

2．3．2 基于改进SCUC模型的日前调度计划求解算法

2．4 本章小结

第三章 大规模风电并网条件下的时前滚动修正计划研究

3．1 基于ARIMA的时前滚动风电功率预测方法

3．1．1 ARIMA模型简介

3．1．2 基于ARIMA的时前滚动风电功率预测模型建模

3．2 基于改进SCED模型的时前滚动修正计划模型

3．2．1 基于改进SCED模型的时前滚动修正计划建模

3．2．2 基于改进SCED模型的时前滚动修正计划求解算法

3．3 本章小结

第四章 大规模风电并网条件下的电网优化调度算例仿真

4．1 大规模风电并网条件下的电网优化调度算例建模

4．2 大规模风电并网条件下的电网优化调度算例分析

4．2．1 日前计划

4．2．2 滚动修正计划

4．3 本章小结

第五章 入网充电电动汽车与风电协同优化调度策略

5．1 入网充电电动汽车与风电协同优化调度策略总体架构

5．2 入网充电电动汽车与风电协同优化调度策略建模

5．2．1 日前调度计划建模

5．2．2 时前滚动修正计划建模

5．2．3 电动汽车AGC建模

5．3 入网充电电动汽车与风电协同优化调度策略算例仿真

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

附录

研究生期间取得的成果