大規模風電接入電網的發電計畫決策理論與方法的研究

《大規模風電接入電網的發電計畫決策理論與方法的研究》是依託江蘇大學，由孫欣擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：大規模風電接入電網的發電計畫決策理論與方法的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫欣
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

傳統日前發電計畫基於確定性模型，未考慮風電出力不確定性與波動性對系統安全經濟運行的影響。本項目研究大規模風電接入電網的發電計畫決策理論與方法：建立表征風電出力不確定性與波動性的精細化機率模型；設計量化不確定性和波動性的備用機率安全指標與調頻機率安全指標，通過備用與調頻動態協調最佳化模型形成綜合機率安全指標；在此基礎上進一步建立安全、經濟多目標協調最佳化，機組組合、出力安排、備用、調頻動態一體最佳化的發電計畫模型，並精細考慮電網與發電機組運行約束；研究模型的有效約束智慧型辨識技術、多維協調與解耦技術以及高效綜合智慧型算法；設計模型的誤差分析機制與評價指標體系，建立模型關鍵參數的動態反饋修正機制，進一步提高模型的有效性。本項目的成果將為我國加強大規模風電上網與利用、提升發電計畫對風電不確定性與波動性的適應性、提高發電計畫的安全經濟水平提供理論與關鍵技術支撐，具有重要的理論與套用價值。

結題摘要

由於風電出力具有較強的不確定性和波動性，大規模風電接入電網對電力系統的安全經濟運行產生嚴重的影響，對傳統的電網調度運行提出嚴峻的挑戰。為提高大規模風電資源的利用效率並保證電網的安全經濟運行，本項目研究了大規模風電接入電網的發電計畫決策理論與方法。主要研究成果包括：首先針對不同的分析與套用場景，建立了與之相應的表征風電出力不確定性與波動性的精細化模型。在風電出力預測精度相對較低的中短期場景中採用對模型參數要求不高的區間數理論建模，在風電出力預測精度相對較高的短期場景中建立機率模型；針對上述兩類模型分別建立了安全、經濟多目標協調最佳化，機組組合、出力安排、備用、檢修全面最佳化的發電計畫模型，並精細考慮了實際電網與發電機組運行約束；針對不確定性最佳化問題難於求解的情況，研究了模型的有效約束智慧型辨識技術。基於情景分析方法，提出了全景式的經濟調度方法，提取了潮流約束的關鍵情景和系統平衡約束的關鍵情景，該方法在確保最優求解的前提下減少經濟調度問題的規模，並顯著提高計算效率；同時提出了備用安全可信度的評價指標用以建立模型的分析與評價機制，並結合智慧型電網的新發展研究了負荷彈性對系統消納風電能力的動態反饋模型並分析其影響。算例表明，上述成果全面考慮了風電出力不確定性、電網和發電機組各類複雜約束，實現了發電計畫安全與經濟的多目標協調最佳化，提高了模型的完備性；設計的動態智慧型求解算法，提高了模型的求解效率；模型的評價指標與反饋修正機制，提高了模型的適應性與有效性。上述成果提高了電網日前發電計畫安排水平，保證了電力系統在大規模風電接入時安全經濟地運行，增強了風電場接入電網發電的能力。在上述研究成果的基礎上，結合本領域的新發展，本項目拓展了研究內容，探討了以大規模風電利用為特徵的智慧型電網架構。本項目的開展顯著增進了項目承擔者和承擔單位及合作單位研究能力的增長，取得了一定的研究成果，培養了一批學科人才，促進了本研究領域的交流和相關研究的開展。本項目的成果將為我國加強大規模風電上網與利用、提升發電計畫對風電不確定性的適應性、提高發電計畫的安全經濟水平提供理論與技術支撐。