考虑碳交易的含风电场的电力系统经济调度研究

面对环境不断恶化,风电作为清洁能源成为当前研究的热点。但风电的不确定性、波动性及反调峰特性给风电的接入以及电网的运行调度带来很大的困难。同时低碳减排政策的实施得到了世界各国的积极响应,碳交易市场的建立,使低碳经济逐渐步入时代正轨。因此在电力系统调度模型中考虑风电接入及碳交易显得十分必要。首先,本文介绍了碳排放权交易机制、原理及初始碳排放权分配方案。比较了各种电力系统调度的特点。其次,在碳交易背景下建立多目标环境经济调度模型。在经济目标函数中引入碳交易成本,基于碳排放量将碳交易成本分为碳收益、碳权成本、过排放罚金三部分,通过碳权购买裕度控制碳交易成本;模型中考虑污染物排放量最小目标函数,进一步促进了系统调度的低碳减排。基于机会约束规划理论处理负荷及风电的不确定性,将其转换成负荷预测误差和风电功率预测误差的不确定性进行处理,并基于正态分布理论将不确定性模型转化成其确定等价类模型进行求解。在模型求解时,采用非支配排序遗传算法实现混合整数多目标优化问题的求解,算例说明了模型的合理性和有效性。最后,考虑到风电不确定性对碳交易成本及风电入网容量的影响建立低碳经济调度模型。模型中建立风、火碳交易成本模型,考虑到旋转备用容量调用增加了火电的碳排放量,在分配碳排放权时对火电的碳排放权做了一定的补偿;并在此基础考虑到将风电不确定性导致的风电场弃风引起的风电弃风成本计入到风电场的广义运行成本中,分别建立了风、火电厂的经济运行成本目标函数。算例表明分开考虑风、火碳排放分配额可以提高风电的发电权;碳排放权修正系数的减小也在一定程度上提高了风电利用率;风电场允许一定程度的弃风,可以有效减少大容量火电机组出力的波动,使机组运行地更加平稳从而提高火电机组的运行效率。