[发明专利]基于调峰裕度的风电并网协调调度优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于调峰裕度的风电并网协调调度优化方法，具体地说，本发明提出了24点调峰容量裕度指标，从调峰能力的角度确定出风电并网功率和系统正、负旋转备用容量，建立了以系统总运行成本最小为目标，含水、火电运行价格成本、风电弃风惩罚成本以及系统备用惩罚成本的风电并网协调调度优化模型，属于电气信息领域。

背景技术

传统电力系统优化调度问题是为实现发电成本最小、污染物排放量最小等目标，基于系统功率平衡、备用需求和机组出力限制等约束条件，得到调度周期内负荷最优分配的发电计划。当大规模风电并入电网以后，由于风能受到多种自然因素的影响而具有强烈的随机波动性，给系统的安全稳定运行带来了不小的冲击，尤其是风电的逆调峰特性加大了系统负荷的峰谷差，对系统调度计划的制定产生了极大的影响。现有的风电并网调度优化模型研究的重点主要体现在两个方面：一是建立较为精确的风电出力模型；二是配置合理的系统备用容量。

许多研究采用基于Weibull分布规律的风速模型和场景分析理论对风电出力进行建模，然后将预测得到的风电出力全额上网参与调度，虽然这些建模方法提高了风电预测出力功率的精确性，但是不易与调度方案灵活结合起来，协调调度能力差，容易出现调峰容量裕度不足的情况，所以需要考虑调峰裕度来对调度方案进行优化建模，张伟.大规模风电并网条件下电力系统有功调度研究[D].东北电力大学硕士论文.2013。

大规模风电接入导致系统等效负荷峰谷差变大，加剧了对系统调峰的难度，为了保证系统能够安全可靠运行，必须预留足够的备用容量。在许多优化模型中将风电总量的一定百分比作为附加备用容量来应对风电随机变化特性，但是这种确定性的方法没有对风电的不确定性给予统计分析，实际上只有预留100％的风电容量水平的旋转备用才能够确保系统绝对安全，周玮，彭昱，孙辉，等.含风电场的电力系统动态经济调度[J].中国电机工程学报，2009，29(25)：13-18。许多研究开始采用概率化的方法来确定备用容量，将负荷预测误差和风电出力预测误差的概率分布同机组的累积停运容量概率模型结合，得到机组累计停运容量概率表COPT，然后采用函数拟合的方法得到不同机组组合状态下的备用容量，从而使系统在风电并网后仍能够达到期望的可靠性水平，但是选取的风电和负荷的出力误差模型都较为简单，实现的结果仍存在较大误差，张国强，吴文传，张伯明.考虑风电接入的有功运行备用协调优化[J].电力系统自动化，2011，35(12)：15-19。

发明内容

本发明的目的是针对风电全额上网的扶持政策，为解决大规模风电并网后常规机组运行经济性和风电利用效益之间的矛盾而提供的一种基于调峰裕度的风电并网协调调度优化方法，其特点是针对风电出力的不确定性，利用24点调峰容量裕度指标来评估系统的调峰裕度进而确定出风电并网功率和系统正、负旋转备用容量，同时建立起以系统总运行成本最小为目标，含水、火电运行价格成本、风电弃风惩罚成本以及系统备用惩罚成本的风电并网协调调度优化模型。

其主要思路是：利用24点调峰容量裕度指标对系统调峰裕度进行评估，当调峰容量充裕时将风电预测出力作为负的负荷直接修正日负荷曲线，得到等效日负荷曲线。如果正调峰容量裕度不足，风电能够全额并网，同时在制定开机方式时需要增开机组数目来提高输出的功率以快速响应系统功率的缺失；如果负调峰容量裕度不足，则需要采取适当的弃风策略。调度模型的目标函数为系统总运行成本最小，其中包含了水、火电运行价格成本、风电弃风惩罚成本以及系统备用惩罚成本。

本发明的目的由以下技术措施实现

基于调峰裕度的风电并网协调调度优化方法包括以下步骤：

1)系统24点调峰容量裕度评价指标

将风电并网后系统的净负荷最大峰谷差作为调峰需求，为了精确表征24个调度时段的负荷变化，定义系统24点调峰需求为后一时段与前一时段最大负荷差的绝对值，即

△P_LD.t＝max(|P_LD.t+1-P_LD.t|)(t＝0,1,2,…,23)      (1)

式中，△P_LD.i为t时刻的调峰需求；P_LD.i+1为t+1时刻的负荷；P_LD.i为t时刻的负荷。