新能源電力系統(tǒng)廣域源荷互動(dòng)調(diào)度模式理論研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,化石能源耗竭和環(huán)境惡化的壓力與日俱增;電力作為最重要的能源供應(yīng)方式,其生產(chǎn)和利用的格局正在發(fā)生根本變革。發(fā)電側(cè),化石能源發(fā)電形式正在向大容量、低排放機(jī)組轉(zhuǎn)變,排放耗能高的小機(jī)組逐漸淘汰;可再生能源特別是風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電的并網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。負(fù)荷側(cè),用電結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,高峰負(fù)荷快速增長,導(dǎo)致峰谷差逐年拉大;電動(dòng)汽車、分布式發(fā)電的發(fā)展使傳統(tǒng)負(fù)荷出現(xiàn)了含源負(fù)荷的新特征,智能電表的推廣將使電網(wǎng)出現(xiàn)分布廣域、數(shù)量

2、海量的主動(dòng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn),用戶不再僅僅是電網(wǎng)末端的剛性負(fù)荷,而是能夠通過高級(jí)量測體系參與到系統(tǒng)運(yùn)營中來,實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的互動(dòng)。電網(wǎng)的運(yùn)行特性將更加復(fù)雜,調(diào)度模式需要做出相應(yīng)改變,以適應(yīng)傳統(tǒng)電網(wǎng)向新能源電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的要求。
　　 本文提出了新能源電力系統(tǒng)的廣域源荷互動(dòng)調(diào)度模式,并通過基礎(chǔ)研究、核心研究和擴(kuò)展研究三部分來構(gòu)建較為完整的方法論體系。通過需求側(cè)與電網(wǎng)雙向互動(dòng)的方式,探求一種實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)、低碳環(huán)保目標(biāo)的智能調(diào)度形式,進(jìn)而提升新能源電

3、力系統(tǒng)的運(yùn)行品質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了如下的進(jìn)一步研究:
　　 研究了需求側(cè)資源的虛擬發(fā)電廠管理模式,并基于價(jià)格型需求響應(yīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模風(fēng)電消納。基于虛擬發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)對(duì)海量需求側(cè)資源的運(yùn)行管理,介紹了虛擬發(fā)電廠的組成和特征;推導(dǎo)了風(fēng)電出力的隨機(jī)模型,并據(jù)此建立了風(fēng)電消納的隨機(jī)機(jī)會(huì)決策模型,決策模型中考慮了需求側(cè)的電量電價(jià)互彈性和自彈性,利用隨機(jī)模擬粒子群算法進(jìn)行求解。研究表明,通過價(jià)格型需求響應(yīng),虛擬發(fā)電廠能夠較好地實(shí)現(xiàn)廣域需求側(cè)資源管理

4、和參與規(guī)模風(fēng)電消納的目的,并取得良好的效益。
　　 研究了含風(fēng)電場電力系統(tǒng)日前發(fā)電計(jì)劃的源荷互動(dòng)調(diào)度模式。在介紹需求側(cè)參與日前發(fā)電計(jì)劃的互動(dòng)機(jī)制的基礎(chǔ)上,建立了源荷互動(dòng)的安全約束機(jī)組組合模型,優(yōu)先調(diào)度風(fēng)電,目標(biāo)函數(shù)為常規(guī)機(jī)組的發(fā)電成本(或耗量)和需求側(cè)資源調(diào)用成本(或耗量當(dāng)量)最小,約束條件綜合考慮系統(tǒng)約束、機(jī)組約束、需求側(cè)特殊約束以及靜態(tài)安全約束,構(gòu)建的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型可利用商業(yè)優(yōu)化軟件ILOG/CPLEX進(jìn)行求解,模型和

5、解法能夠適用于大規(guī)模系統(tǒng)。算例分析表明了所提模型與解法的有效性。
　　 研究了源荷互動(dòng)調(diào)度模式下,含風(fēng)電場電力系統(tǒng)的模糊機(jī)會(huì)調(diào)度模型與解法?；诳尚判岳碚?推導(dǎo)了風(fēng)電預(yù)測誤差的可信性分布函數(shù);繼而建立了模糊機(jī)會(huì)約束條件,根據(jù)不同的研究問題分別定義模糊置信度指標(biāo),構(gòu)建起靜態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度和安全約束機(jī)組組合的模糊機(jī)會(huì)決策模型;將模糊機(jī)會(huì)條件轉(zhuǎn)化為其清晰等價(jià)類,引入有關(guān)的參數(shù)將機(jī)會(huì)條件表示成傳統(tǒng)約束條件的形式,便于嵌入到確定性

6、模型中快速求解。研究表明,模糊機(jī)會(huì)約束調(diào)度模型可描述風(fēng)電預(yù)測誤差的模糊性對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的影響,決策結(jié)果能夠取得經(jīng)濟(jì)與風(fēng)險(xiǎn)(或可靠性)的折中。
　　 研究了節(jié)能減排環(huán)境下的廣域源荷互動(dòng)調(diào)度問題。根據(jù)不同碳排放管制環(huán)境,提出了三種節(jié)能減排調(diào)度模式,分別是考慮碳約束的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、考慮成本約束的低碳調(diào)度以及碳排放權(quán)與發(fā)電聯(lián)合調(diào)度模式,并分別構(gòu)建了混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。其次,設(shè)計(jì)了一種未來碳排放交易下的需求側(cè)備用競價(jià)與調(diào)度模式。提出未來電力輸送