考虑输配关联的协同调度研究

当今电力系统中,以风电为代表的可再生能源接入比例逐渐增加,系统在转向清洁化的同时,输配电网中的不确定性日益增强,可再生能源的消纳面临挑战。在配电网中,随着多种主动管理措施的发展,传统的无源配电网逐渐向有源的主动配电网转变,输电网与配电网之间将会出现双向的功率流。传统的输电网与配电网分离调度的模式已日益受到挑战,电力系统必将向着输配关联一体化调度的方向发展。因此,本文以考虑输电网、配电网之间协调关系的输配关联系统为研究对象,以输配关联区域电网尽可能多的消纳可再生能源为目标,从经济角度及可靠性角度对输配电网经济调度问题进行研究。首先,从输配电网之间的协调关系出发,分析输配电网之间的联系,采取有功功率作为耦合变量,建立一种考虑配电网主动管理措施的输配关联协同调度模型。模型中考虑了主动配电网的多种主动管理措施,并对具有不同特性的配电网进行分类以分析其对输电网的不同作用效果。模型采用分布式算法求解,将系统分为输电网调度问题与配电网调度问题,并以输电网作为中心协调者,两个调度问题之间仅传递耦合变量,反复迭代求解。所提方法在保证输配电网之间信息相互独立的前提下,实现了整个系统的调度决策,在保证参与者隐私的情况下提高了输配电网的运行经济性。其次,从大规模可再生能源的消纳的角度出发,阐述输电网内部的自动调节效应在调度决策中的作用,并将其解析化表达。以考虑输配关联的调度模型为基础,提出一种考虑输电网自动调节效应的输配协同优化方法。在输电网中,考虑发电机及负荷的频率、电压自动调节效应,并对两者进行精细化建模。以挖掘输电网内部自动调节效应应对可再生能源带来的不确定性的灵活性;同时,计及主动配电网主动调节能力对应的灵活性以及其对应的等效备用效果,并对各种能力进行对比分析。算例结果表明所提模型能有效减少弃风量,提高系统消纳可再生能源的能力。最后,考虑输配关联系统的可靠性,建立计及可靠性指标分析的输配关联调度模型。模型采用场景法,分别考虑正常场景与故障场景。针对考虑N-1带来的大量约束对计算效率的影响,采用约束添加法快速求解。此外还分别分析了输、配电网可靠性对输配关联系统协调效果的影响、对输电网备用配置的影响以及对系统消纳可再生能源能力的影响。算例结果表明输电网故障场景对系统的备用配置提出了更高的要求,系统需要配置更多的备用来满足用户的供电可靠性;在配电网中考虑可靠性指标需要配电网调动更多调节资源来应对预想故障的功率变化,这影响了主动配电网对输电网的支撑作用。