高滲透率風(fēng)電下考慮多能源聯(lián)合發(fā)電的機(jī)組組合.pdf

1、隨著能源類型的豐富，可再生能源發(fā)電在電網(wǎng)中所占的比例呈現(xiàn)快速上升趨勢。風(fēng)能作為一種清潔能源因?yàn)槠淇煽?、?yōu)質(zhì)的的特性，近年來，其裝機(jī)容量也在不斷增加。為了實(shí)現(xiàn)2050年可再生能源占一次能源消費(fèi)比例60％以上的目標(biāo)，風(fēng)力發(fā)電作為未來可再生能源的支柱力量受到了廣泛的關(guān)注。然而，就我國的風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀來看，高滲透率的風(fēng)電出力給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大的沖擊，大規(guī)模風(fēng)電場出力無法充分消納。這一問題，除了受限于傳輸容量限制、源荷分布差異等硬件條件因

2、素的影響外，預(yù)測手段和建模方法的不精確，電能分配調(diào)度準(zhǔn)確性較低也是主要原因。因此，整合現(xiàn)有資源，接納新的調(diào)度手段，在高滲透率風(fēng)電比例下探索經(jīng)濟(jì)、可靠的機(jī)組組合與經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃尤為必要。
　　本文根據(jù)目前風(fēng)電接入在機(jī)組組合調(diào)度應(yīng)用中存在的主要問題，分析了風(fēng)電場景生成及消減過程，搭建并求解了高滲透率風(fēng)電接入下的概率機(jī)組組合模型，并在此模型的基礎(chǔ)上，將多種需求側(cè)資源加入機(jī)組組合模型之中，求解分析了源荷協(xié)調(diào)的概率機(jī)組組合問題。
　　首

3、先，針對風(fēng)電場景生成及消減過程，本文分別將核密度估計(jì)、拉丁超立方逆變換抽樣及粒子群改進(jìn)的K-medoids聚類運(yùn)用于風(fēng)電預(yù)測誤差分析、場景生成、場景消減之中。本文首先運(yùn)用風(fēng)電預(yù)測誤差的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用核密度估計(jì)的方法擬合風(fēng)電預(yù)測誤差的經(jīng)驗(yàn)概率分布，然后采用拉丁超立方逆變換抽樣(LHS)的方法進(jìn)行風(fēng)電預(yù)測誤差及風(fēng)電出力時(shí)間序列的場景生成。為了將生成后的場景運(yùn)用于機(jī)組組合計(jì)算之中，本文提出了一種基于粒子群尋優(yōu)的K-medoids聚類消減方

4、法。針對傳統(tǒng)K-mediods聚類中聚類點(diǎn)收斂速度慢、聚類優(yōu)化結(jié)果多變的問題，本文運(yùn)用粒子群算法，加快了聚類的收斂速度，優(yōu)化了場景的聚類質(zhì)量，有效的生成了高質(zhì)量的風(fēng)電場景。最后運(yùn)用2016年上半年的BPA風(fēng)電數(shù)據(jù)預(yù)測誤差進(jìn)行場景分析，搭建了未來24小時(shí)的風(fēng)電出力模型，并運(yùn)用拉丁超立方逆變換抽樣和粒子群改進(jìn)的K-medoids聚類方法進(jìn)行了場景的生成與消減。
　　然后，針對高比例風(fēng)電接入對電網(wǎng)帶來的棄風(fēng)失負(fù)荷問題，本文提出了一種高滲

5、透率風(fēng)電接入下的概率機(jī)組組合模型。在模型方面，本文采用了一種計(jì)及棄風(fēng)失負(fù)荷、風(fēng)電備用及應(yīng)急備用的概率機(jī)組組合模型，通過優(yōu)化使概率機(jī)組組合期望成本計(jì)算更為準(zhǔn)確。在求解方式上，本文將該問題轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)二次規(guī)劃問題，并給出了對火電機(jī)組啟停成本及最小啟停機(jī)時(shí)間的處理方法。為了反映高比例風(fēng)電出力情況下的突出問題，文章在10機(jī)組算例的基礎(chǔ)上，建立了一個高滲透率風(fēng)電出力場景。通過運(yùn)用該模型，分析了風(fēng)電出力不足、風(fēng)電出力過剩、火電爬坡不足等極端場景對

6、機(jī)組組合的影響，同時(shí)驗(yàn)證了提出的概率機(jī)組組合模型在應(yīng)對高比例風(fēng)電出力方面的靈活性和有效性。
　　最后，針對多種類型的需求側(cè)資源參與電網(wǎng)協(xié)調(diào)調(diào)度的問題，本文提出了一種高滲透率風(fēng)電接入下源荷協(xié)調(diào)的概率機(jī)組組合模型。在模型構(gòu)建方面，本文綜合響應(yīng)特性與響應(yīng)方式的不同將需求側(cè)資源分為了四類:雙向調(diào)節(jié)型、電量平移型、中斷補(bǔ)償型、電價(jià)響應(yīng)型，以機(jī)組運(yùn)行期望成本最小為目標(biāo)，結(jié)合實(shí)時(shí)電價(jià)，對多種需求側(cè)資源的運(yùn)行及補(bǔ)償成本進(jìn)行了分析討論。在算例方面，