風(fēng)電規(guī)律預(yù)測(cè)及對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響的研究.pdf

1、隨著可耗竭能源的日益枯竭，繼水力資源后，風(fēng)能、太陽能等可再生能源的開發(fā)利用再度受到重視。如今，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成熟度高、商業(yè)化前景廣闊，得到大規(guī)模發(fā)展。風(fēng)電作為能夠部分代替化石燃料的可再生能源，可降低污染物排放，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)起到了積極作用。然而，風(fēng)電的隨機(jī)波動(dòng)性，使電網(wǎng)運(yùn)行與控制難度增加，甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)安全運(yùn)行。因此，在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后如何配置備用，以保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，必然成為研究熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中有功功率的平衡，

2、以及運(yùn)行質(zhì)量(安全和經(jīng)濟(jì))水平，風(fēng)電并入電網(wǎng)后，出現(xiàn)兩個(gè)重要的問題：一是如何盡量準(zhǔn)確的把握風(fēng)電變化的規(guī)律；二是如何進(jìn)行備用的配置以把握電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。
　　 在當(dāng)前形勢(shì)下，以風(fēng)電并網(wǎng)為線索，在研究風(fēng)電變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，以電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)引導(dǎo)下的備用配置為核心，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行條件下如何協(xié)調(diào)安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。對(duì)此，本文以煙臺(tái)電網(wǎng)為實(shí)際背景，就風(fēng)電并入對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行決策影響進(jìn)行了深入的理論研究和實(shí)際工程軟件開發(fā)

3、，其主要工作體現(xiàn)如下。
　　 (1)針對(duì)地區(qū)電網(wǎng)并入多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的狀況，論證分析所有風(fēng)電場(chǎng)總輸出功率變化較單一風(fēng)電場(chǎng)輸出功率變化具有更好的規(guī)律性，給出風(fēng)電總量與風(fēng)電分配因子兩個(gè)概念，提出短期風(fēng)電場(chǎng)功率的預(yù)測(cè)模型和求解方法。其焦點(diǎn)體現(xiàn)在：風(fēng)電總量、風(fēng)電分配因子以及他們之間的隨機(jī)關(guān)聯(lián)規(guī)律，最小二乘支持向量機(jī)和卡爾曼濾波技術(shù)對(duì)風(fēng)電總量和風(fēng)電分配因子的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)算法，基于關(guān)聯(lián)規(guī)律間接實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的短期預(yù)測(cè)。該研究對(duì)探索電網(wǎng)層面上

4、相關(guān)節(jié)點(diǎn)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)問題給出了新的解決思路和方法，對(duì)有效把握風(fēng)電功率規(guī)律是有益的。
　　 (2)風(fēng)電隨機(jī)規(guī)律的特點(diǎn)體現(xiàn)在未來時(shí)刻功率分布范圍的分散性，僅對(duì)期望進(jìn)行分析難以反映其特征，電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也難以準(zhǔn)確把握。對(duì)此，本文基于分位點(diǎn)回歸分析理論，對(duì)風(fēng)電功率波動(dòng)區(qū)間通過支持向量機(jī)自適應(yīng)地選取回歸函數(shù)，建立風(fēng)電功率分位點(diǎn)回歸模型，并基于內(nèi)點(diǎn)法對(duì)該模型進(jìn)行求解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分位點(diǎn)預(yù)測(cè)，以把握未來時(shí)刻風(fēng)電功率的波動(dòng)區(qū)間。該方法的意義在于提供

5、可信的風(fēng)電功率波動(dòng)區(qū)間分析結(jié)果，為調(diào)度部門應(yīng)對(duì)風(fēng)電波動(dòng)，更加準(zhǔn)確地評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)提供重要依據(jù)。
　　 (3)明確風(fēng)電并入對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的影響，是維持電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)水平、保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。在對(duì)風(fēng)電波動(dòng)區(qū)間的概率分布進(jìn)行全面把握基礎(chǔ)上，將風(fēng)電波動(dòng)分布規(guī)律與電網(wǎng)中機(jī)組停運(yùn)容量概率表相結(jié)合，建立計(jì)及風(fēng)電影響的電網(wǎng)有功平衡的投運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)模型和分析方法。在此基礎(chǔ)上，以投運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)水平為約束條件，將累積停運(yùn)容量概率(風(fēng)險(xiǎn)約束)嵌入到機(jī)組

6、組合決策模型中，予以研究和分析，以煙臺(tái)等值電網(wǎng)作為算例，對(duì)風(fēng)電并入后電網(wǎng)運(yùn)行成本、備用容量配置的影響情況進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　 (4)當(dāng)電網(wǎng)接入一定規(guī)模的風(fēng)電時(shí)，為追求風(fēng)電高效利用而使電網(wǎng)調(diào)度更加復(fù)雜。針對(duì)風(fēng)電接入電網(wǎng)，調(diào)度面臨煤耗量和風(fēng)電高效利用間的矛盾問題，將風(fēng)電能夠?yàn)殡娋W(wǎng)節(jié)約的煤耗量作為風(fēng)電價(jià)值的度量，在經(jīng)濟(jì)機(jī)制下，對(duì)風(fēng)電價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，由此構(gòu)建運(yùn)行條件下計(jì)及接納風(fēng)電能力的電網(wǎng)調(diào)度數(shù)學(xué)模型，核心為在與風(fēng)電波動(dòng)相關(guān)的各種關(guān)聯(lián)約

7、束下，通過數(shù)學(xué)優(yōu)化調(diào)整調(diào)度方案，使其經(jīng)濟(jì)性和接納風(fēng)電能力得到折中決策。利用該模型能夠確定電網(wǎng)允許風(fēng)電波動(dòng)的范圍，使調(diào)度運(yùn)行過程中的煤耗和電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電的接納能力得到有效協(xié)調(diào)。符合節(jié)能發(fā)電調(diào)度理念。
　　 (5)以煙臺(tái)電網(wǎng)為對(duì)象，就風(fēng)電并入對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響進(jìn)行了實(shí)際分析和研究，在計(jì)及風(fēng)電的背景下，對(duì)其建立潮流分析、短路容量分析、穩(wěn)定分析、安全可靠經(jīng)濟(jì)分析等模型，并給出相應(yīng)的解決方法，經(jīng)過對(duì)煙臺(tái)電網(wǎng)給定的條件，進(jìn)行了全面翔實(shí)的計(jì)算和分析