风电的系统成本分析及分段价值发现研究

风电出力呈现波动性、反调峰特性,并入电网时不宜作为独立的电源,常需要其他常规电源平衡其波动,风电渗透率越高、波动程度越大,对常规电源的影响就越大。为准确衡量常规电源平衡风电波动所付出的成本,本文研究了风电系统成本(包括风电的自身发电成本和平衡成本)的计算方法。风电波动程度与几个或者多个时段的出力有关,因而其平衡成本或其品质受多个时段的出力变化影响,按分时竞价机制交易不利于实现电能品质的细分、不利于实现价值区分。同时,对于大规模风电,其出力曲线底部往往可形成品质好的持续稳定的电能,为充分利用优质风电、充分发掘不同分段风电的价值,参考分段竞价机制,本文研究了风电按品质分段的方法。主要内容与成果有：1.研究了风电系统成本的计算方法。为准确衡量风电并网后的真实成本,提出了风电系统成本的概念,包括风电自身发电成本和常规电源平衡风电波动带来的平衡成本,风电自身发电成本(不计及风电投资成本)很低其大小相对固定、且计算方法已有成熟的研究,不是本文的研究重心。风电的品质主要受平衡成本影响,为简化问题分析,本文不考虑风电自身发电成本(即将风电系统成本的计算问题转换为风电平衡成本的计算问题),着重研究风电平衡成本的计算方法：首先,将风电出力曲线等电量转换为顺负荷曲线,提出以等电量顺负荷曲线作为替代电源出力曲线的思想；其次,以经济调度为基础、采用C#调用成熟的商业优化软件CPLEX的求解方法,分别求解风电场景下和风电转换为替代电源场景下系统总成本,比对两者之差计算得到风电的平衡成本：最后,利用IEEE118节点系统进行了算例分析。结果表明：风电并网容量越大、风电的波动程度越大、风电与负荷变化的趋势越不相关,平衡成本越大。2.根据不同分段风电的平均平衡成本的不同(即风电品质的不同)以及大规模风电出力的特点,参考分段竞价机制,提出了风电按品质分段的方法。首先,以在某一确定的风电平均平衡成本下最大消纳风电为原则,建立了不同分段曲线的优化模型,并利用CPLEX以及粒子群算法对模型进行求解。最后,在IEEE118节点系统上进行了算例分析。结果表明,通过风电按品质分段正确区分了不同分段风电的价值。