風(fēng)電及抽水蓄能電站容量規(guī)劃方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)調(diào)峰矛盾日趨凸顯給電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行帶來了一系列的問題，也使得將調(diào)峰能力納入電力系統(tǒng)規(guī)劃中統(tǒng)籌考慮成為必要，電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度分析成為調(diào)峰規(guī)劃的必要手段。在系統(tǒng)中抽水蓄能電站作為良好的調(diào)峰電源一直發(fā)揮著重要的作用，而近年來隨著大規(guī)模風(fēng)電容量接入系統(tǒng)也使得進(jìn)一步挖掘系統(tǒng)調(diào)峰能力成為必要的研究課題。如何更好地引導(dǎo)系統(tǒng)中包括抽水蓄能電站在內(nèi)的調(diào)峰電源的建設(shè)，增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)峰能力，是提高系統(tǒng)調(diào)峰能力的重要舉措;如何合理規(guī)劃風(fēng)電并網(wǎng)的容量，也關(guān)

2、系到整個(gè)電力系統(tǒng)能否更好地發(fā)揮節(jié)能減排作用、提高可再生能源利用水平、以及使系統(tǒng)更優(yōu)化運(yùn)行的一系列問題。論文從調(diào)峰的角度出發(fā)，研究風(fēng)電及抽水蓄能電站容量規(guī)劃方法，圍繞電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度要求，建立規(guī)劃模型對(duì)系統(tǒng)中抽水蓄能電站和風(fēng)電場的最優(yōu)裝機(jī)容量問題進(jìn)行研究。在當(dāng)前我國電力系統(tǒng)調(diào)峰問題較為突出和風(fēng)電大規(guī)模接入的大環(huán)境下，論文研究不僅具有學(xué)術(shù)價(jià)值，同時(shí)具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　論文的主要研究工作和取得的創(chuàng)新成果如下:
　　結(jié)合當(dāng)前出現(xiàn)調(diào)峰

3、矛盾的電網(wǎng)的調(diào)峰特征，尤其是結(jié)合風(fēng)電機(jī)組接入系統(tǒng)后“逆調(diào)峰”的具體表現(xiàn)，提出調(diào)峰裕度的概念。將系統(tǒng)調(diào)峰是否充裕體現(xiàn)為能否滿足兩個(gè)指標(biāo):調(diào)峰容量指標(biāo)和系統(tǒng)綜合爬坡率指標(biāo)。同時(shí)針對(duì)兩個(gè)指標(biāo)，分別采用累積停運(yùn)概率和最小剩余速度模型提出了相應(yīng)的分析方法，此分析方法不僅能夠體現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)調(diào)峰容量的需求，也能夠體現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷需求的時(shí)序變化信息，并通過算例分析驗(yàn)證了模型和方法的適用性和有效性。
　　基于抽水蓄能電站具有更大調(diào)峰容量的特點(diǎn)，提出了系統(tǒng)調(diào)

4、峰容量比的概念。將滿足系統(tǒng)調(diào)峰容量比作為抽水蓄能電站調(diào)峰運(yùn)行的約束之一，建立了以最小費(fèi)用為目標(biāo)的抽水蓄能電站規(guī)劃方法。在求解算法上，提出了首先結(jié)合系統(tǒng)調(diào)峰運(yùn)行要求研究系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組配置方案，繼而在符合系統(tǒng)運(yùn)行條件的機(jī)組運(yùn)行配置方案中考慮機(jī)組檢修的影響以確定最終裝機(jī)容量的求解方法，打破了以往規(guī)劃方法中首先確定系統(tǒng)裝機(jī)容量，再根據(jù)運(yùn)行要求對(duì)系統(tǒng)裝機(jī)容量進(jìn)行修正的經(jīng)典求解過程。針對(duì)抽水蓄能電站可能產(chǎn)生的靜態(tài)效益，論文將抽水蓄能電站靜態(tài)效益納入規(guī)

5、劃模型中，并分析了其對(duì)規(guī)劃結(jié)果產(chǎn)生的影響大小。通過某實(shí)際電力系統(tǒng)驗(yàn)證了所提規(guī)劃模型和算法的有效性。
　　針對(duì)風(fēng)電場接入對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰能力的影響，分析了同一來風(fēng)區(qū)域內(nèi)單風(fēng)電場和多風(fēng)電場出力特性的區(qū)別。借助于所提出的風(fēng)電場發(fā)電系數(shù)和棄風(fēng)系數(shù)概念，研究風(fēng)電場出力特性對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰的影響，提出了基于系統(tǒng)調(diào)峰容量和調(diào)峰速度約束的風(fēng)電裝機(jī)最優(yōu)容量規(guī)劃方法。模型以使風(fēng)電場凈效益最大為目標(biāo)，采用迭代方法進(jìn)行求解，通過算例分析驗(yàn)證了算法的有效性，同時(shí)也驗(yàn)證

6、了由于對(duì)調(diào)峰造成的影響不同，使得規(guī)劃模型作用于單風(fēng)電場和多風(fēng)電場所形成的規(guī)劃結(jié)果的不同。
　　考慮到大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)之后帶來的調(diào)峰困難，提出了風(fēng)電-抽水蓄能電站聯(lián)合規(guī)劃方法，該規(guī)劃模型建立在滿足系統(tǒng)調(diào)峰需求且不需要系統(tǒng)裝設(shè)過多備用容量的條件之上，使系統(tǒng)盡可能多的接納風(fēng)電場發(fā)電量，達(dá)到風(fēng)電場-抽水蓄能電站的綜合經(jīng)濟(jì)效益最大的規(guī)劃目的。該方法對(duì)目前風(fēng)電-抽水蓄能電站聯(lián)合規(guī)劃時(shí)單純以最優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式為目標(biāo)的規(guī)劃方法進(jìn)行了補(bǔ)充，能夠在滿足

7、系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化運(yùn)行條件下兼顧風(fēng)電-抽水蓄能電站的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
　　可靠性評(píng)價(jià)不僅用于評(píng)估電力系統(tǒng)規(guī)劃的效果，也可作為電力系統(tǒng)規(guī)劃的約束而被采用到系統(tǒng)規(guī)劃模型之中。針對(duì)當(dāng)前廣泛使用的等效電量函數(shù)法基礎(chǔ)之上的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法，論文針對(duì)抽水蓄能電站受資源條件限制從而發(fā)電量不能隨意增大的實(shí)際，提出了離散電量函數(shù)法用于對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估，不但保留了等效電量函數(shù)法全面涵蓋機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，也充分考慮到發(fā)電量受限機(jī)組的運(yùn)行特點(diǎn)