含风电场的电力系统随机生产模拟方法研究

风力发电已经成为我国新能源发电的主要形式,与常规电源不同的是,风电具有波动性、间歇性和不可控制性,这些特性对电网的运行产生了较大影响。另外,在风电快速发展的同时,风电的消纳遇到了巨大挑战,弃风现象日益增多。因此,有效评估大规模风电并网带来的影响以及电网的风电接纳能力,并在此基础上制定合理的发电计划具有重要意义。电力系统随机生产模拟就是解决这一问题的重要工具,然后随着电力系统的随机性日益增强,传统的算法已经难以满足现代电力系统的需求。基于这个背景,本文对含风电场的电力系统随机生产模拟方法展开了研究。在风电场出力建模方面,从随机性、波动性、季节变化特性和日变化特性角度对风电场出力特性进行了系统性地分析,并以此为基础建立了适用于电力系统中长期模拟的多时段多状态出力模型。模型包含多个模式,每个模式又分多个时段进行建模,因此在能很好地描述风电随机性、波动性的同时,模型还能够很好的刻画风电的季节变化特性和日变化特性。接着,将整个电力系统等效为一个多状态系统,引入通用生成函数(Universal Generating Function, UGF),提出了基于通用生成函数的电力系统随机生产模拟方法(Universal Generating Function based Probabilistic Production Simulation, UGFbPPS),基于IEEE-RTS79测试系统,算法的正确性得到了验证。最后,提出了基于UGFbPPS的风电消纳能力评估方法。针对中长期无法确定机组开停情况的问题,本文结合机组的加载率和强迫停运率来确定系统的调峰能力,从而进行风电消纳能力和弃风情况的评估,为电网确定合理的风电接纳规模提供技术支撑。