PDF《计及动态管存的电 — 气互联系统优化调度与高比例风电消纳》

h t t p : / / ww w.

a e p s - i n f o . c o m 计及动态管存的电―气互联系统优化调度与高比例风电消纳 陈泽兴1 ,赵振东2 ,张勇军1 ,林晓明1 ,陈伯达1 ( 1.广东省绿色能源技术重点实验室,华南理工大学电力学院,广东省广州市

5 1

0 6

4 0;

2.广州市奔流电力科技有限公司,广东省广州市

5 1

0 6

7 0 ) 摘要:面向高比例风电接入下电―气互联系统( I E G S) 的日前优化调度问题, 首先提出了风电并网 功率比例因子, 将其作为控制变量引入风电的随机性模型中, 使风电建模可反映风电不确定程度与 并网功率的相关性.其次, 基于天然气传输的动态管存模型及流量平衡方程, 推导了动态管存特性 在应对天然气负荷波动时所呈现的缓冲特性机理.进一步地, 以I E G S外购能源费用最小为目标, 计及动态管存特性, 同时引入极限场景的优化方法, 建立了含高比例风电的I E G S日前经济调度模 型, 并对模型进行线性化求解.最后, 构建仿真系统, 验证了动态管存特性对风电不确定性功率的 缓解作用, 可有效提升系统运行的灵活性.同时, 得出电转气( P

2 G) 设备的应用有利于提升风电消 纳能力的结论, 但该能力受到风电不确定程度的制约. 关键词:管存;

高比例风电;

电―气互联系统;

电转气;

优化调度 收稿日期:

2 0

1 8 -

0 7 -

1 8;

修回日期:

2 0

1 8 -

1 0 -

2 6. 上网日期:

2 0

1 9 -

0 2 -

2 6. 国家自然科学基金资助项目(

5 1

7 7

7 0

7 7 ) ;

广东省自然科学基 金资助项目(

2 0

1 7 A

0 3

0 3

1 3

3 0

4 ) .

0 引言 风电具有反调峰特性和间歇性等特点, 随着风 电机组的大规模接入, 传统电网的调节能力已经很 难对现今大规模风电的输出进行消纳[

1 - 2] .近年来, 电转气( p o w e r t og a s , P

2 G) 技术的发展, 为过剩风 电的消纳提供了新途径[

3 - 4] .而在此基础上, 电―气互联系统(integratede l e c t r i c i t ya n d n a t u r a lg a s s y s t e m, I E G S ) 有望成为能源利用的新载体[

5 -

7 ] . 目前, 针对I E G S的优化运行问题正成为研究 热点, 基于I E G S提升新能源消纳能力及系统运行 灵活性的技术方案也有不少研究.文献[

8 - 9] 阐述 了I E G S中耦合设备 P

2 G 的技术特性, 指出其在大 规模消纳可再生能源的技术优势与潜力.文献[

1 0 -

1 1 ] 建立了含 P

2 G 的I E G S日前经济调度模型, 分 析了 P

2 G 对I E G S的影响及其所带来的 多能互补 效益.文献[

1 2 ] 在I E G S经济调度模型的基础上引 入碳交易机制, 分析了碳交易价格对I E G S运行的 影响.文献[

1 3] 则考虑了多重 指标, 建立了I E G S 多目标协调优化模型, 文献[

1 4 -

1 5] 注重电网和天然 气网的分布式决策问题, 分别研究了增广拉格朗日 松弛( A L R) 算法和交替方向乘子算法( A DMM) 在 分布式求 解I E G S 优化调度问题中的应用.文献[16-17] 进一步考虑了风电的不确定性, 提出了IEGS的鲁棒优化调度方法.文献[

1 8] 考虑风电出 力、 电、 气负荷的不确定性及相关性, 建立了I E G S 的概率最优潮流模型. 随着研究的不断深入, 在I E G S优化运行研究 层面, 也逐渐重视电网和天然气网在能量传输速度 所呈现的不同时间尺度特性问题, 并在优化运行模 型中加以考虑.文献[