PDF《计及灵活性的检修 — 运行协同优化模型及算法》

1 风电并网电力系统的运行灵活性 1.

1 灵活性评价指标 高风电渗透率下, 灵活性成为系统运行特性的 关键指标, 体现了电网平衡供需的调节能力和对可 再生能源的消纳能力.灵活性是指电网配置其资源

2 3 第4 2卷第1 1期2018年6月1 0日Vol.42N o .

1 1J u n e1 0,

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1 8 D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

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1 7

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2 2

0 1

0 h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 以应对净负荷变化的能力.依据文献[

1 3] , 对灵活 性的评价原则是: 对给定变化区间内的随机出力场 景, 如果都能找到一个可行的调度运行方式, 使得无 需弃风和切负荷, 即可满足电网各项约束, 则认为系 统灵活性充裕, 否则认为灵活性不足. 本文针对日前检修及运行决策, 基于场景分析 方法评价电网灵活性.采用场景预测方法[

1 4] 刻画 风电出力的不确定性, 每个风电出力场景表示为: ( { Pw, t, s} , ρ s, ?w, ? t) ? s∈S (

1 ) 式中: { Pw, t, s} 为场景s 中风机w 出力的时间序列;

ρ s 为该场景发生的概率;

S 为场景集. 风机在t时刻的出力表示为: Pw, t, s=Pf c s t w, t+Δ Pf c s t w, t, s ?w, ? t, ? s (

2 ) 式中: Pf c s t w, t和ΔPf c s t w, t, s分别为风电功率的预测值和预 测误差. 本文采用风电功率历史预测误差数据的分布情 况作为预测误差的经验分布, 并认为未来的预测误 差同样满足该经验分布. 基于上述场景描述方式, 定义灵活性不足期望 EF N S作为灵活性评价指标, 其数学形式为[

1 3 ] : EF N S =∑ s∈S ρ s ? è ? ∑ NT t=1 |Δ Pn e t D, t, s -Δ PG, t, s| ? ? ÷ (

3 ) 式中: Δ Pn e t D, t, s为场景s 中t 时刻净负荷较上一时刻 的变化值, 净负荷为用电负荷与风电出力之差;

Δ PG, t, s为场景s 中t时刻所有可调机组出力较上一 时刻的变化值;

NT 为总时长. 因此, 灵活性不足期望即为可调机组出力的调 整量 跟不上净负荷变化的部分. 当ΔPn e t D, t, s - Δ PG, t, s>

0时, 意味着上调能力不足, 需要切负荷;

当Δ Pn e t D, t, s-Δ PG, t, s0, 进入过载检验环节. δ 1, k - δ 2, k 实质 上是经过安全约束潮流分配后, 节点k 上的冗余功 率, 这部分冗余功率将在各支路上引起冗余潮流, 即Fe x t t, s=T( δ1 t, s- δ2 t, s) (

4 4 ) 式中: Fe x t t, s 为冗余潮流向量;

δ1 t, s -δ2 t, s 为节点冗余 功率向量;

T 为电网潮流分配系数矩阵. 将冗余 潮流叠加到各支路潮流之后, 若满足式(

4 5 ) , 则允许存在冗余潮流, 节点 冗余功率被消纳, 不需要向主问题返回 B e n d e r s - c u t , 否则由冗余 潮流引起的过载不被允许, 仍需要反馈 B e n d e r s - c u t 修正主问题. | Fj, t, s+Fe x t j, t, s |≤( 1+ σ) Fm a x j J ~ j, t ? j (

4 5 ) 式中: σ 为过载程 度, 根据文献[

1 8] , 一般取

1 0%;

Fe x t j, t, s为线路j 的冗余潮流. 此外, 过载检验环节还需考虑连续过载时间的 限制, 对于每条支路, 不允许连续2h过载.若负载 率超过1之后的下一时刻仍过载, 则此次冗余潮流 引起的过载不被允许, 需要向主问题返回 B e n d e r s - c u t . 改进型 B e n d e r s分解方法有利于控制 B e n d e r s - c u t对主问题优化空间的修正幅度, 降低 约束矩阵 维数, 提高收敛速度;

同时反映了输变电设备增容决 策对电网运行的影响, 实现对设备短时过载能力的 利用. 3.

2 L R协同机制 采用 L R 技术, 将耦合约束纳入目标函数, 从而 松弛该约束.目标函数转化为如下形式[