PDF《高比例风电并网下基于卡尔多改进的深度调峰机制》

高比例风电并网下基于卡尔多改进的深度调峰机制 菅学辉1 ,张利1 ,杨立滨2 ,韩学山1 ,王明强1 ( 1.

电网智能化调度与控制教育部重点实验室( 山东大学) ,山东省济南市

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6 1;

2. 国网青海省电力公司电力科学研究院,青海省西宁市

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0 8 ) 摘要:针对高比例风电并网下深度调峰中涉及的利益分配问题, 在分析资源配置原则与不同类型 电源调峰特性的基础上, 提出基于卡尔多改进的风火复合系统深度调峰新机制, 探讨通过调整参与 者利益分配挖掘系统深度调峰潜力的实现方法.以纯凝、 热电和风电三类机组为典型代表, 分析其 机组效益与约束条件表达, 并在目标函数中增加补偿与分摊项, 由此建立引入卡尔多改进机制的深 度调峰数学模型.根据最优化条件和经济学原理, 探究该模型中机组效益受补偿与分摊影响的变 化规律, 揭示卡尔多改进下深度调峰的决策机理.进一步建立了一种方便工程实现的机组补偿费 用与分摊费用的分档确定原则, 从而克服了求解基于卡尔多改进深度调峰数学模型的困难.算例 仿真验证了新机制提高风电消纳的有效性和调整利益分配的合理性. 关键词:风火系统;

辅助服务;

调峰;

卡尔多改进 收稿日期:

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修回日期:

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0 3. 上网日期:

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1 6. 国家自然科学基金资助项目(

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9 1 ) ;

国家自然科学基金 青年基金 资助项目(51407106) ;

国家电网公司科技项目(522807150014).0引言 作为可再生能源的主要组成部分, 近年来风电 在中国迅速增加, 截至2

0 1 6年底, 风电累计并网容 量已达1.

4 9*1

0 8 kW [

1 ] .风电具有不可控波动的 秉性, 而中国以火电机组为主, 严重缺乏水电和燃气 机组等可灵活调度的资源, 电力系统面临巨大挑战, 全国平均弃风率高达1 7% [ 2] .尤其在北方地区, 受 制于冬季供热需求, 热电机组以热定电进一步削弱 了系统的调节能力[ 3] , 负荷低谷时段风电高发时, 电 网调峰极为困难[

4 G 5] . 解决由调峰能力不足引起的弃风问题, 关键在 于如何合理配置调峰资源.与一般社会资源的配置 一样, 调峰资源的配置主要有计划和市场两种模式, 两者各有利弊.前者的资源分配由责任机构统一计 划, 不考虑资源提供者和使用者的自身意愿;

而后者 则通过资源相关各方对自身利益最大化 的追求而 实现. 以计划模式为视角的研究, 重在通过建模与算 法实现对技术条件的充分利用, 从而对调峰资源深 度挖掘与配置.如文献[ 6] 针对不同调峰资源的特 点, 文献[

7 G

9 ] 结合不同地区电网实际, 通过更全面 的建模与算法研究, 提高系统整体的调峰能力.因 此这种视角下, 技术条件的极限利用决定了风电消 纳的水平.但由于决策中风电的价值由调度机构人 为认定, 缺乏科学合理的依据, 因此该模式并不必然 导致最优的结果.如文献[

1 0] 就指出, 一味地追求 风电增发而迫使部分火电机组向下调峰进入非常规 出力状态, 反而会增加全系统的运行成本.迄今为 止, 市场模式被公认为是最有效的资源配置方式, 完 善的市场机制可促成各类资源的合理竞争与价值发 现, 同样是调峰的重要手段.文献[

1 1] 综述了北美 成熟电力市场中, 各地区实践的多种灵活性资源市 场交易手段, 文献[