計及響應隨機性的柔性負荷優(yōu)化調(diào)度策略研究.pdf

1、電力平衡是電力系統(tǒng)運行的核心問題之一。能源革命和智能電網(wǎng)建設正不斷給電力系統(tǒng)運行帶來新的變化，電網(wǎng)調(diào)控運行面臨著如何應對峰谷差日趨增大、如何保障大規(guī)模間歇性可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)消納等重大挑戰(zhàn)。由于高滲透率可再生能源發(fā)電和大規(guī)模電動汽車及分布式儲能接入電網(wǎng)后，源側(cè)可調(diào)度、可控性變差，加之電網(wǎng)峰谷差的日益擴大使得電網(wǎng)的調(diào)峰需求不斷上升，常規(guī)電源的控制調(diào)節(jié)能力難以滿足電網(wǎng)運行要求，且受到經(jīng)濟性制約，傳統(tǒng)的“發(fā)電跟蹤負荷”的調(diào)度運行模式不能適應

2、智能電網(wǎng)發(fā)展需求。因此，迫切需要開展柔性負荷調(diào)度策略研究，通過引導電源與負荷的友好互動，充分發(fā)揮各種負荷資源在不同時間尺度和不同機制下的調(diào)節(jié)潛力，實現(xiàn)從“源隨荷調(diào)”向“源荷互動”的革命性轉(zhuǎn)變。
　　本文圍繞柔性負荷主動參與電網(wǎng)運行控制必須關(guān)注負荷響應的隨機性這一關(guān)鍵問題，從四個方面開展研究工作：在建模方面，針對海量的復雜多主體柔性負荷進行響應建模研究及隨機性分析；在日內(nèi)滾動調(diào)度層面，基于機會約束規(guī)劃方法研究了計及隨機響應的價格敏感

3、型柔性負荷經(jīng)濟安全優(yōu)化調(diào)度策略；在實時調(diào)度層面，基于確定性響應研究了計及安全約束的柔性負荷實時優(yōu)化調(diào)度策略；在整體調(diào)控運行層面，研究了多時間尺度協(xié)調(diào)的柔性負荷調(diào)度模型與策略。論文主要工作及成果包括：
　?。?）分析了價格型、激勵型柔性負荷響應經(jīng)濟特性，提出柔性負荷用電方式滿意度和互動效益滿意度指標，并在此基礎(chǔ)上，建立了不同主體的柔性負荷互動效益模型，提出多主體柔性負荷主動響應建模方法，基于價格彈性系數(shù)和負荷響應概率分布特性給出了價

4、格敏感型柔性負荷主動響應不確定性數(shù)學表征方法，為后續(xù)開展柔性負荷隨機優(yōu)化調(diào)度策略研究奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）在柔性負荷日內(nèi)滾動調(diào)度層面，針對可再生能源波動問題，研究了計及隨機響應的價格敏感型柔性負荷經(jīng)濟安全優(yōu)化調(diào)度策略。首先，以負荷響應滿意度期望值最大化為目標，建立了價格敏感型柔性負荷隨機主動響應模型，將不確定性約束條件轉(zhuǎn)化成確定性約束條件，并采用粒子群算法進行求解，從風電不確定性、價格彈性系數(shù)和負荷響應量分布系數(shù)等方面研究了其對

5、主動響應量的影響；其次，在計及安全置信水平的同時也考慮關(guān)鍵斷面潮流機會約束條件，基于機會約束規(guī)劃方法建立了柔性負荷日內(nèi)滾動調(diào)度模型。為滿足調(diào)度實時性要求，在隨機優(yōu)化模型求解策略中，通過靈敏度分析方法將非線性約束轉(zhuǎn)化成了線性約束，直接計算不確定性概率，大幅提升了求解效率。在某省級電網(wǎng)上進行仿真，驗證了模型的有效性、適應性和求解的快速性，為調(diào)度中心制定更為合理的日內(nèi)源荷互動調(diào)度策略提供了有力的工具。
　　（3）在實時5分鐘超前調(diào)度層面

6、，針對負荷的無序響應可能會劣化系統(tǒng)運行而導致潮流越限、電壓越限等安全問題，研究了計及安全約束的柔性負荷優(yōu)化調(diào)度策略?；谌嵝载摵身憫Ｐ徒⒘苏{(diào)度成本模型，在綜合考慮網(wǎng)絡安全和柔性負荷互動響應滿意度約束的基礎(chǔ)上，以調(diào)度成本最小化為目標，建立實時優(yōu)化調(diào)度模型。應用靈敏度分析方法將網(wǎng)絡安全約束轉(zhuǎn)化為負荷節(jié)點互動響應量約束，并通過二次規(guī)劃法求解模型。以某省實際電網(wǎng)為例進行仿真，結(jié)果表明，基于本文所提出的策略，可利用柔性負荷實現(xiàn)極大降低風電棄風

7、率，同時也可保障系統(tǒng)運行在允許的安全范圍內(nèi)，為含大規(guī)模風電的電力系統(tǒng)超前調(diào)度提供了一種新的有效思路。
　?。?）從整體調(diào)控運行層面，研究了多時間尺度協(xié)調(diào)的柔性負荷調(diào)度模型與策略。以引導海量分散分布的負荷側(cè)資源參與電網(wǎng)調(diào)控運行為目的，建立了基于多代理的柔性負荷互動響應調(diào)度技術(shù)框架?；诓┺恼摰乃枷朐O計了負荷代理競價機制和決策模型，提出了基于非合作博弈的全局最優(yōu)負荷代理分散決策方法，并研究了負荷代理報價的學習策略，通過滿意度矩陣（SD