含风电场的电力系统环保经济调度研究

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1、第卷第期燕山大学学报年月文章编号：1007-791X(2011)03--含风电场的电力系统环保经济调度研究钟嘉庆，卢志刚（燕山大学河北省电力电子节能与传动控制实验室，河北秦皇岛）摘要：在节能减排的电力市场环境下，清洁能源发电因其发电成本较低，环境污染小，而具有日益重要的地位。本文研究风电接入系统后的电力系统动态经济调度，建立了含风电场的环保经济调度数学模型，提出以系统总发电成本最低为目标函数，并考虑常规火电机组和风电场的各种约束条件。根据某地区的实际负荷数据，利用搜索能力强、寻优速度快的粒子群优化算法进行仿真验证，结果表明数学模型与优化算法的正确性与有效性。最后，应用相对熵均衡性理论，对优化调

2、度的决策结果进行评价与选择。关键词：环保经济调度；发电成本；粒子群优化算法；相对熵均衡性中图分类号：TM73文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-791X.2011.03.型，将目标满意度约束与协调度进行融合来处理约引言束。在国家节能减排的战略目标下，应在保证电力本文分析含风电场电力系统动态经济调度的系统安全可靠运行的前提下，优先安排风电等清洁影响因素，提出了含风电场的环保经济调度数学模环保的可再生能源最大限度地发电。风力发电的发型。该模型考虑了火电成本、火电污染气体的排电成本较低，而且几乎无温室气体排放，因此含并放、风力发电成本和旋转备用等因素，以全系统总网风电场的电

3、力系统动态经济调度问题是一个十发电成本最小为目标，将各影响因素进行线性加分重要的课题。权。针对某地区日负荷数据进行研究，将日负荷分在现有电力市场运行机制下，研究能合理反映为个时段。利用搜索能力强、寻优速度快的粒环境成本和风能价值的电力系统经济调度模型具子群优化算法，对含风电场的环保经济调度进行了有现实意义。文献建立含风电场经济调度研究。同时，应用相对熵均衡性理论，对决策结果的模糊模型，在优化算法上进行了改进，目标函数进行评价与选择。为传统模型。文献分析含风电场的动态经济调度影响因素，采用粒子群算法进行求解。文献环保经济调度的数学模型在优化模型中引入了旋转备用约束，未考虑风动态经济调度问题的目标

4、是在满足负荷和运电发电成本以及旋转备用成本。文献提出了行约束的前提下，合理地分配电网中各发电机组的火电机组名义环境补偿成本的概念，模型中同时考出力，使调度周期发电成本和温室气体排放最小。虑了风电备用容量补偿成本，但是该文目标函数是本文考虑风电场引入系统后，动态经济调度的影响系统购电成本而不是发电成本。文献提出了因素有：火力发电成本、污染气体的排放、风力发一种在经济调度中考虑温室气体排放的新方法，引电的成本以及旋转备用等。这是个多目标优化问入排放影响因子，将排放成本计入到发电成本中，题，本文采用线性加权的方式，以系统总发电成本但未考虑风电场引入对成本的影响。文献以最小为目标函数。节能、经济、环保

5、为目标，建立多目标优化调度模收稿日期：作者简介：钟嘉庆（），男，江苏南京人，博士研究生，讲师，主要研究方向为电力系统经济运行与分析；通信作者：卢志刚（），目标函数，其中，为风电场每的发电成本；为时段风电场输出功率。由于风速的随机性，风电机组的出力是一个与风速有关的随机变量，，或式中，为研究周期内的小时数，本文中取；，为火电机组总数；为第台火电机组在时段的发电成本；为第台火电机组在时段的排放成本；为时段的风电发电成本；为在时段的旋转式中，为实际风速；为切入风速；为切出风备用成本；、、、分别为各成本的权重因速；为风机的额定风速。子；为第台火电机组在时段发电量（）。旋转备用成本发电成本旋转备用成本为

6、火电机组的发电成本包括燃料成本和运行、维护成本两部分：，。其中，为风电备用容量成本系数，万元；为时段风电场计划发电容量；为时段风电场实）燃料成本际出力。，约束条件式中，、、为火电机组的购电成本特性系数，等式约束根据火电机组的报价曲线确定。忽略系统网损，系统必须满足的功率平衡限制）运行、维护成本，，式中，为时段负荷。式中，为第台火电机组的运行、维护系数（万元），是指该火电机组每发电所需要的不等式约束运行、维护费用。）发电机组出力约束。火电机组及风电场有排放成本功出力在每个调度时段必须满足容量限制火电厂污染排放成本为，，式中，、分别为第台火电机组时段的出式中，为第台火电机组的排放系数（），力上下限

7、；为时段风电场的额定出力。是指该火电机组每发电所排放的温室气体）火电机组爬坡速率约束的重量；为温室气体排放价格（元），是指每排放温室气体所需要缴纳的排放费用。，风电发电成本式中，、为常规火电机组每分钟输出有功功风电发电成本为率的允许最大下爬坡和上爬坡速率（）；为一个运行周期，通常为。火电机组最大算粒子新的速度，粒子通过式计算新位置爬坡速率一般为额定功率的。的坐标。通过式、，粒子决定下一步的运动位置