含大规模新能源的电力体系优化调度问题概述

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1、含大规模新能源的电力体系优化调度问题概述第1章绪论1.1研究背景及意义随着经济的高速发展，传统能源的消耗不断增大，能源的日益枯竭及其造成的环境污染已成为制约人类发展的严峻问题。于是，新能源因具有资源潜力大、环境污染低、可持续利用等特点，成为能有效缓解经济发展与传统能源之间的矛盾的途径。电能作为与国民经济和人民生活密切相关的重要社会支撑能源，重要性不言而喻，新能源在电力行业的应用备受重视。目前，世界上许多国家已积极开展新能源发电技术的研宄和应用工作。风能和太阳能是电力系统中备受重视且应用最多的两种新能源。随着科技的高速发展，风力发电产业逐渐趋于产业化和规模化，已成为目前技术

2、最成熟、应用最普遍的新能源发电方式。光伏发电则是一种直接利用太阳能的发电形式，因其具有环境友好、开发潜力大等特点在全世界范围内得到应用。光伏电站并网运行可以为电网提供补充备用，有助于缓解负荷高峰时期电网承受的电量和安全压力。但是由于风能和太阳能均受季节、气候等自然因素的影响，使其不同于常规能源发电，功率输出具有随机性和间歇性，稳定性较差，从而会影响到电网的电压稳定和电能质量，给电网的安全运行带来新的挑战[1_2]。目前，含新能源的电力系统优化调度问题己成为新能源发电技术中重要的研究方向之一。电力系统调度是指根据调度周期内各时段负荷的变化情况，来安排投入运行的机组以及将负荷

3、在运行机组间经济分配的问题，调度策略是否合理有效极大的影响着系统的经济安全运行。传统的电力系统优化调度方案的制定基于负荷的可预测性和常规电源的确定性。但是风电和光伏发电等新能源发电输出功率取决于自然资源，具有间歇性和不稳定性，同时不可调控。大规模新能源电源的并网增加了电力系统调度的不确定因素，要求系统中预留一定的旋转备用，应对新能源发电实际出力与预测值存在较大偏差的情况，这样降低了系统的失负荷和备用不足风险，同时却增加了运行成本。这就要求系统的调度方案应做出相应的调整，使之能合理处理风险和成本的关系，这增加了调度的复杂性。因此，研究大规模新能源并网后的电力系统优化调度问题

4、极具实用价值，争取实现通过控制常规火电机组来应对系统中不可控电源的变动情况，在保证系统运行安全的前提下以最为经济的方式安排常规机组的优化组合和负荷分配。1.2新能源发电发展情况概述我国风能和太阳能资源储量丰富，据测算，我国风能总储量达到3226GJ/m'以上。目前我国的风能和太阳能的开发量远小于理论可开发量，因此具有极大的开发价值。近年来，我国对新能源开发利用的重视己提升到战略高度。自2006年起，以《可再生能源法》为代表的一系列促进新能源发展、规范其产业管理的法规先后颁布实施，为新能源的持续发展提供了良好的外部环境条件，风电和光伏发电等新能源发电模式得到了高速发

5、展⑴。据统计，2012年我国风电发电量较2011年继续大幅增长，增长率达到41%，突破了1008亿kS).......183.3.2Cplex求解器及其算法介绍.......193.4算例分析.......203.5本章小结.......26第4章基于场景预测和备用风险指标的优化调度模型.......274.1风-光联合出力的场景描述.......274.1.1拉丁超立方采样.......274.1.2场景缩减技术.......294.2系统备用风险指标的计算.......304.3基于场景预测和备用风险指标的系统调度模型.......314.3.1目标函数.......

6、314.3.2约束条件.......314.4模型求解及算例分析.......324.5改善系统调度性能的措施.......364.6本章小结.......40第5章结论与展望.......415.1结论.......415.2展望.......42第4章基于场景预测和备用风险指标的优化调度模型第三章中利用功率预测区间来描述风电和光伏发电出力的不确定性，通过选择置信概率来确定预测区间，如果置信概率选取过高可能造成系统预留了过量的备用，运行经济性下降，反之则可能出现备用不足，影响系统运行的可靠性。这种方法一般在系统状态变化不大的情况下能够得到较好的决策，但是系统实际的风电和

7、光伏出力可能处于变化较大的多种状态，因此有必要对基于风光典型出力场景的概率调度模型进行研宄。本章基于风电和光伏发电概率分布模型，采用场景预测对其不确定性进行描述，并利用场景缩减生成一定数量的典型场景。在此基础上，定义了衡量风光出力波动引起系统备用紧张程度的备用风险指标。同时将典型场景分为预测场景和波动场景，保证在波动场景下系统能够满足备用风险指标要求。本章中，调度计划是基于预测场景制定的，由于机组状态短时间内不易改变，所以波动场景下主要是依靠改变机组的出力来保证系统供电的可靠性，而不涉及到机组状态的调整。最后建立了满足一定备用