風(fēng)電規(guī)律預(yù)測及對電網(wǎng)運行影響的研究.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，對改善能源結(jié)構(gòu)起到了積極作用。然而，風(fēng)電的隨機波動性，使電網(wǎng)運行與控制難度增加，甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)安全運行。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)運行的安全性和經(jīng)濟性，必然成為研究熱點和焦點。針對電網(wǎng)運行過程中有功功率的平衡，

2、以及運行質(zhì)量(安全和經(jīng)濟)水平，風(fēng)電并入電網(wǎng)后，出現(xiàn)兩個重要的問題：一是如何盡量準(zhǔn)確的把握風(fēng)電變化的規(guī)律；二是如何進行備用的配置以把握電網(wǎng)運行的風(fēng)險。
　　 在當(dāng)前形勢下，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)運行風(fēng)險引導(dǎo)下的備用配置為核心，對電網(wǎng)運行條件下如何協(xié)調(diào)安全性和經(jīng)濟性進行研究，具有重要的理論意義和實際價值。對此，本文以煙臺電網(wǎng)為實際背景，就風(fēng)電并入對電網(wǎng)運行決策影響進行了深入的理論研究和實際工程軟件開發(fā)

3、，其主要工作體現(xiàn)如下。
　　 (1)針對地區(qū)電網(wǎng)并入多個風(fēng)電場的狀況，論證分析所有風(fēng)電場總輸出功率變化較單一風(fēng)電場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)電分配因子兩個概念，提出短期風(fēng)電場功率的預(yù)測模型和求解方法。其焦點體現(xiàn)在：風(fēng)電總量、風(fēng)電分配因子以及他們之間的隨機關(guān)聯(lián)規(guī)律，最小二乘支持向量機和卡爾曼濾波技術(shù)對風(fēng)電總量和風(fēng)電分配因子的自適應(yīng)動態(tài)預(yù)測算法，基于關(guān)聯(lián)規(guī)律間接實現(xiàn)風(fēng)電場輸出功率的短期預(yù)測。該研究對探索電網(wǎng)層面上

4、相關(guān)節(jié)點的風(fēng)電功率預(yù)測問題給出了新的解決思路和方法，對有效把握風(fēng)電功率規(guī)律是有益的。
　　 (2)風(fēng)電隨機規(guī)律的特點體現(xiàn)在未來時刻功率分布范圍的分散性，僅對期望進行分析難以反映其特征，電網(wǎng)運行風(fēng)險也難以準(zhǔn)確把握。對此，本文基于分位點回歸分析理論，對風(fēng)電功率波動區(qū)間通過支持向量機自適應(yīng)地選取回歸函數(shù)，建立風(fēng)電功率分位點回歸模型，并基于內(nèi)點法對該模型進行求解，進而實現(xiàn)分位點預(yù)測，以把握未來時刻風(fēng)電功率的波動區(qū)間。該方法的意義在于提供

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

6、組合決策模型中，予以研究和分析，以煙臺等值電網(wǎng)作為算例，對風(fēng)電并入后電網(wǎng)運行成本、備用容量配置的影響情況進行了詳細(xì)分析。
　　 (4)當(dāng)電網(wǎng)接入一定規(guī)模的風(fēng)電時，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)電能夠為電網(wǎng)節(jié)約的煤耗量作為風(fēng)電價值的度量，在經(jīng)濟機制下，對風(fēng)電價值進行評估，由此構(gòu)建運行條件下計及接納風(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)電波動的范圍，使調(diào)度運行過程中的煤耗和電網(wǎng)對風(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)以煙臺電網(wǎng)為對象，就風(fēng)電并入對電網(wǎng)運行的影響進行了實際分析和研究，在計及風(fēng)電的背景下，對其建立潮流分析、短路容量分析、穩(wěn)定分析、安全可靠經(jīng)濟分析等模型，并給出相應(yīng)的解決方法，經(jīng)過對煙臺電網(wǎng)給定的條件，進行了全面翔實的計算和分析