基于機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、含風(fēng)電電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是當(dāng)前電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的研究重點(diǎn)之一。受風(fēng)能資源稟賦限制，風(fēng)力發(fā)電具有較強(qiáng)的隨機(jī)性、波動性和反調(diào)峰性，難以準(zhǔn)確預(yù)測及調(diào)度。風(fēng)電并網(wǎng)容量的增加以及并網(wǎng)電壓等級的提高，使得風(fēng)力發(fā)電對于系統(tǒng)運(yùn)行的影響進(jìn)一步加劇。與此同時，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，具有靈活、快速調(diào)節(jié)能力的儲能系統(tǒng)逐步應(yīng)用，儲能在增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的同時，也使得電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行進(jìn)一步復(fù)雜化。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法難以適應(yīng)高風(fēng)電滲透比例下復(fù)雜電力系統(tǒng)調(diào)度的新

2、要求。在此背景下，本文以機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃為數(shù)學(xué)理論與方法支撐，以含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度作為研究主題，開展的主要工作和取得的主要成果如下:
　　針對含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題，考慮風(fēng)電出力隨機(jī)性，提出了基于機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃的調(diào)度方法，在根據(jù)設(shè)定消納區(qū)間優(yōu)化制定機(jī)組出力計劃的同時，結(jié)合機(jī)組運(yùn)行情況對消納區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以此實現(xiàn)靈活經(jīng)濟(jì)調(diào)度。對此，首先，介紹了機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃理論，并推導(dǎo)出其確定表達(dá)形式。然后，提出基于機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃

3、的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法。最后，以含風(fēng)電系統(tǒng)為例，對方法進(jìn)行驗證分析，結(jié)果表明:所提方法能夠有效考慮風(fēng)電消納區(qū)間與機(jī)組運(yùn)行的相互影響關(guān)系;在盡可能滿足風(fēng)電消納區(qū)間要求的同時，減少因區(qū)間設(shè)定不合理而影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的情況發(fā)生;相較于傳統(tǒng)機(jī)會約束規(guī)劃，機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃的結(jié)構(gòu)形式更加靈活、精細(xì)，適于處理含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題。
　　針對風(fēng)電預(yù)測隨機(jī)誤差導(dǎo)致的備用與潮流風(fēng)險問題，以量化風(fēng)險為途徑，提出了基于風(fēng)險機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃的

4、含風(fēng)電系統(tǒng)安全約束機(jī)組組合方法，綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險與消納成本。首先，借鑒風(fēng)險理論與機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃思想，提出了計及風(fēng)險的機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃理論。隨后，將其應(yīng)用于含風(fēng)電系統(tǒng)的安全約束機(jī)組組合問題，重點(diǎn)針對系統(tǒng)備用與潮流約束進(jìn)行建模，并結(jié)合線路重要度處理隨機(jī)潮流問題。然后，利用改進(jìn)IEEE39節(jié)點(diǎn)和IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為算例進(jìn)行分析，結(jié)果表明:所提方法通過量化調(diào)節(jié)偏差風(fēng)險，實現(xiàn)了對風(fēng)電消納區(qū)間的靈活調(diào)整，優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性;基于

5、所提隨機(jī)潮流約束處理方法，能夠精細(xì)化考慮潮流分布，與傳輸線實際約束情況更為相符。
　　考慮風(fēng)電預(yù)測精度變化與預(yù)測信息定期更新，提出了基于機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃的滾動調(diào)度方法。首先，結(jié)合風(fēng)電預(yù)測誤差隨預(yù)測超前時間變化的特性，基于機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃，提出計及誤差分布變化的靜態(tài)調(diào)度方法，用以在計劃不同時段有側(cè)重地兼顧運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性。然后，根據(jù)風(fēng)電預(yù)測信息更新，提出了基于機(jī)會約束目標(biāo)規(guī)劃的滾動調(diào)度方法，用以在不影響系統(tǒng)運(yùn)行安全性的同時，提高系

6、統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。并對模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化并求解，算例分析結(jié)果表明:所提靜態(tài)調(diào)度方法能夠結(jié)合風(fēng)電預(yù)測誤差分布變化特性，在不同時段有側(cè)重地考慮運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性，實現(xiàn)全局優(yōu)化;所提滾動調(diào)度方法能夠通過分時逐次調(diào)節(jié)，降低系統(tǒng)調(diào)節(jié)難度，增強(qiáng)調(diào)度計劃調(diào)整的預(yù)見性。
　　針對儲能運(yùn)行導(dǎo)致的壽命損耗，提出了計及儲能非線性壽命損耗的多目標(biāo)協(xié)調(diào)調(diào)度方法。首先，根據(jù)儲能壽命損耗與放電深度二者關(guān)系，提出了綜合考慮相對放電深度與絕對放電深度的儲能壽命損耗量化模型。