PDF《高比例风电并网下基于卡尔多改进的深度调峰机制》

Δ Pt i 为火 电机组i在时段t出力的可下调空间;

PGm a x , i为火电 机组i的最大技术出力极限.由于火电机组发电煤 耗及 设备损耗与运行工况相关, 因此在时段t 其P~Gm i n , i往往比PGm i n , i有进一步的下调空间 Δ Pt i. 由式(

1 ) 可知, 风电出力增加时, 如果负荷不变, 火电机组出力必须相应减少.如图1 的C区域所 示, 火电出力场景1下, 系统的下调峰能力不足, 不 得不弃风;

火电出力场景2由于具有[ A, B] 的下调 空间, 则可与风电出力较好 匹配 , 有效减少或完全 避免弃风.综上, 深度调峰机制设计的关键就在于 如何通过适当的经济、 技术措施挖掘该部分下调峰 潜力, 而这与机组的效益实现密切相关. 图1 深度调峰示意图 F i g .

1 S c h e m a t i cd i a g r a mo fd e e p G p e a kr e g u l a t i o n 1.

1 模型建立 深度调峰是经济调度问题, 优化目标为追求社 会总效益最大, 其数学模型为: m a x P Fs o c i e t y=Fs u r p l u s+Fb e n e f i t s . t . g( u, x) =0 h( u, x) ≤0 ? t∈T ì ? í ? ? ? ? (

3 ) 式中: Fs o c i e t y 为社会总效益;

Fs u r p l u s 为消费者剩余;

Fb e n e f i t为机组调峰效益;

P 为 机组出力向量;

g 和h 分别为系统运行需满足的等式和不等式约束条件集 合;

u 和x 分别为控制变量和状态变量;

T 为调度时 间. 消费者剩余可表示为: Fs u r p l u s =Fu t i l i t y - ∑ t∈T ∑ i∈ I ( π Pt i) (

4 ) 式中: Fu t i l i t y为消费者总效用;

I 为所有机组的集合, 本文假定由纯凝、 热电和风电机组构成;

π 为系统边 际电价;

Pt i 为火电机组i在时段t的出力. 机组调峰效益的通式可表示为: Fb e n e f i t=∑ t∈T ∑ i∈ I Ft b e n e f i t , i =∑ t∈T ∑ i∈ I ( π Pt i -Ct i + l t i f t K, i) (

5 ) 式中: Ct i 为机组的运行成本;

l t i 为是否考虑卡尔多 改进的0 G 1变量, 0和1分别对应不考虑和考虑卡 尔多改进项;

f t K, i为卡尔多改进项, 卡尔多改进是经 济学家针对社会福利分配问题在2 0世纪3 0年代末 提出的经济理论, 其基本思想是如果社会资源再分

1 1

1 菅学辉, 等 高比例风电并网下基于卡尔多改进的深度调峰机制 配中受益者获得的利益足够补偿受损者的损失, 那 么社会资源的再分配就是有效率的, 根据文献[

2 3 ] , 定义该项如下 f t K, i( Pt i) = v t i f t c , i-( 1- v t i) f t d , i (

6 ) 式中: v t i 为是否补偿的

0 G

1 变量, v t i =1 时, 机组i 在时段t 获得调峰补偿, v t i =0时, 机组i 在时段t 分摊调峰费用;

f t c , i和f t d , i分别为对应的深度调峰卡 尔多补偿和分摊项. 考虑到目前中国销售电价固定, 则消费者总效 用Fu t i l i t y在该优化问题中可视为常数, 故式( 3) 等效 为: m i n P Fc o s t =∑ t∈T ∑ i∈ I ( Ct i -l t i f t K, i) s . t . g( u, x) =0 h( u, x)≤0 ? t∈T ì ? í ? ? ? ? (

7 ) 式中: Fc o s t为机组发电的等效运行成本.由于各类 型机组的成本特性与技术特点不同, 其运行成本和 约束条件的表达也不尽相同, 详述如下.

1 ) 纯凝机组 纯凝机组只承担发电任务, 其能耗特性如图2 所示, 由两部分组成, 图中o 点为机组不投油最低稳 燃极限点, 在o 点右侧, 煤耗率随负荷的 增加而增 加, 其煤耗成本Ct c o a l , i特性如下式所示: Ct c o a l , i= a0, i+ a1, i Pt i+ a2, i( Pt i)

2 Pt i∈[ P ~ Gm i n , i, PGm a x , i](