考虑新能源发电不确定性的可用输电能力风险效益评估

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1、第３６卷第１４期Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１４２０１２年７月２５日Ｊｕｌｙ２５，２０１２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．１４．０２１考虑新能源发电不确定性的可用输电能力风险效益评估王俊１，２，蔡兴国１，季峰１，李现忠３（１．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江省哈尔滨市１５０００１；２．沈阳农业大学信息与电气工程学院，辽宁省沈阳市１１０８６６；３．烟台供电公司，山东省烟台市２６４００１）摘要：随着新能源发电的迅速发展，其功率输出的间歇性、随机性将对可用输电能力（ＡＴＣ）产生显著影响。利用蒙特卡洛仿真法模拟新能源发电出力间歇性、随

2、机性和负荷波动以及系统设备状态的不确定性，通过最优潮流求解特定系统状态和参数下的ＡＴＣ；利用概率统计理论确定ＡＴＣ样本值的概率密度，基于此建立ＡＴＣ的风险效益模型，通过数值分析技术确定综合效益最大的ＡＴＣ。从发电设备位置、功率输出不确定性、穿透率等方面研究新能源发电对ＡＴＣ的影响。用包含风电、光伏电源的改进ＩＥＥＥ１１８系统验证了方法的有效性。关键词：可用输电能力；新能源发电；不确定性；蒙特卡洛仿真；风险；效益０引言文献［７－９］除了考虑负荷波动、设备故障等不确定性因素外，利用蒙特卡洛仿真考虑了风电场风速及输电力市场环境下，可用输电能力（ａｖａｉｌａｂｌｅ出功率

3、的随机特性，进而对输电能力进行概率评估；ｔｒａｎｓｆｅｒｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ＡＴＣ）是重要的调度依据和市场文献［１０］针对太阳能发电系统的不确定性，提出了调节信号，用于指导电力系统的正常运行。它不仅基于点估计法和Ｃｏｒｎｉｓｈ－Ｆｉｓｈｅｒ级数的含大型太阳可以表明电网运行的安全与稳定裕度，还可以为系能发电系统的输电能力概率计算方法。上述文献的统运行人员和电力市场参与者提供电网使用状况的共同特点是通过各种方法有效描述了影响系统输电［１－３］详细信息，以指导其市场行为。能力的各种不确定因素，并最终给出了输电能力的随着新能源发电的日益广泛应用，它们在电力概率区间，以

4、力求为系统工作人员运行调度、电能交系统的渗透率也越来越高。世界新能源发电正从补易等提供依据。然而，在瞬息万变的电力市场环境充能源向替代能源过渡，从独立系统向大规模并网下，仅仅通过概率区间来确定ＡＴＣ并非完善之举，方向发展；就中国而言，新能源发电也正在由分散、给系统的安全经济运行带来风险。文献［１１］针对系小规模开发、就地消纳，逐步向大规模、高集中开发统不确定性，首次提出了基于风险和统计指标的［４］及远距离、高电压输送方向发展。新能源发电的ＡＴＣ评估，通过定义风险模型量度ＡＴＣ值与风险规模性接入及其不确定性特点，对电力系统运行各之间的关系，然而其实质上仍然需要依据

5、系统运行方面将产生一定影响，ＡＴＣ是其中一个重要方面，人员的主观判断来确定ＡＴＣ。是智能电网和电力市场发展的一项重要研究课题。本文在考虑负荷波动、设备状态及典型新能源另外，电力市场环境下的电能交易瞬息万变，系发电中风电场、太阳能电站输出功率的不确定性的统运行的不确定性大大增加，考虑系统参数不确定基础上，建立了ＡＴＣ的风险效益模型，研究了新能性的ＡＴＣ评估是当前的研究热点。文献［５－６］提出源发电场（站）的位置、输出功率不确定性、穿透率等了一种基于序贯蒙特卡洛仿真的ＡＴＣ计算方法，对ＡＴＣ的影响。能综合考虑动态时变性和不确定性的影响，根据元件的运行特性及状态转移特

6、性按时间顺序来仿真系１基于最优潮流的ＡＴＣ模型统状态，并定义一系列的概率指标进行ＡＴＣ评估；因为已考虑不确定性因素对输电能力的影响，所以ＡＴＣ的计算不再单独考虑输电可靠性裕度。收稿日期：２０１１－１０－２７；修回日期：２０１２－０２－２４。本文的ＡＴＣ计算采用负荷因子λ来反映受电侧负高等学校博士学科点专项科研基金资助项目荷的增长程度。受电侧起始时刻的负荷值Ｐ０，对Ｄｉ（２００５０２１３００６）；黑龙江省科技攻关项目（ＧＤ０７Ａ３０４）；沈阳应现存的输电情况，此时λ＝０；当受电侧各节点按农业大学教师科研基金项目（２０１０１０１９）。现存负荷的有功比例ＫＰｉ增长，使

7、得λ值达到最大，—１０８—·绿色电力自动化·王俊，等考虑新能源发电不确定性的可用输电能力风险效益评估即Ｐ（λ）＝Ｐ０时，则输电能力也达到对于负荷波动带来的不确定性，采用正态分布ＤｉｍａｘＤｉ＋ＫＰｉλｍａｘ最大值。因此，只需要计算负荷因子λ达到最大时近似反映。设μ和σ分别为有功负荷预测的平均ＰＰ的ＰＤｉ（λｍａｘ），即可计算出ＡＴＣ，其计算公式为：值和标准差，则有功负荷Ｐｌｏａｄ的概率密度函数为：（Ｐ）２Ｐ０（１）１ｌｏａｄ－μＰＡＴＣ＝ＰＤｉ（λｍａｘ）－ＰＤｉ－ＰＣＢＭｆ（Ｐｅｘｐ－（５）∑∑ｌｏａｄ）＝（２）ｉ∈Ｌｉ∈Ｌ槡２πσ２σＰＰ式中：Ｌ为受电侧负荷

8、节点集合；ＰＣＢＭ为容量