风电穿透功率及风电入网后系统短期运行研究

风能是一种绿色能源,随着能源危机和环境保护的双重压力,以及风力发电技术的不断发展,风能已成为除水能外最具经济利用和产业化开发价值的可再生能源。但是,风电又是一种间歇性能源,风电机组的启停及其出力都具有随机性,风电的这种随机性会影响到系统的安全。随着风电场容量在系统中所占比例的增加,风电对系统的影响会越来越明显。 为了保证含风电场的电力系统稳定,经济,可靠地运行,本文提出了一种计算风电穿透功率极限的优化算法:在充分考虑风速和负荷等的不确定因素下,借用金融理论中风险价值的思想,建立了基于风险约束的风电场穿透极限功率优化的数学模型。并采用基于蒙特卡罗的遗传算法来求解该优化问题。 风电入网对电力系统的具体影响之一还体现在含风电场的系统短期运行模式的改变。本文在电力市场环境下,考虑风电入网对电力系统的各种不利影响,在传统的短期经济调度模型基础上采用了一种新的计及风险的策略:即考虑负荷、风速的不确定性,建立含风电场的电力系统基于多随机量风险约束的短期运行模型。 本文中的短期经济调度即指广义机组组合问题(UCP)。机组启停与组合问题属于高维数、非凸、非线性的复合数值优化问题,本文通过比较动态规划法和粒子群优化算法在五机十机系统中的应用,得出:动态规划法随着系统规模增大时间复杂度呈指数级增长;粒子群算法由于其早熟的特点,会导致机组组合这种非凸混合整数规划问题很难求得全局最优点。基于以上原因,本文提出了一种基于随机最优方向策略的差分进化算法。 本文的主要创新包括以下几个方面: 1.在充分考虑风速和负荷等的不确定因素下,借用金融理论中风险价值的思想,建立了基于风险约束的风电场穿透极限功率优化的数学模型。 2.在电力市场环境下,考虑风电入网对电力系统的各种不利影响,在传统的短期经济调度模型基础上采用了一种新的计及风险的策略:即考虑负荷、风速的不确定性,建立含风电场的电力系统基于多随机量风险约束的短期运行模型。 3.提出了一种基于随机最优方向策略的差分进化算法,在对5机和10机系统进行仿真后表明了该方法不仅有PSO随规模线性增长计算时间的特点,同时能够很好的逼近动态规划的全局最优解。