本文關(guān)鍵詞：考慮風(fēng)電高風(fēng)險爬坡事件的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估與備用決策

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【摘要】：近年來,隨著我國風(fēng)電滲透率的不斷增長,大規(guī)模的風(fēng)電并入電網(wǎng)為電力系統(tǒng)帶來了諸多新的問題,尤其是在極端惡劣的天氣情況下,風(fēng)電場的有功功率容易在非常短的時間內(nèi)發(fā)生劇烈的變化,進(jìn)而形成風(fēng)電功率高風(fēng)險爬坡事件。風(fēng)電高風(fēng)險爬坡事件雖為小概率事件,但一旦發(fā)生,會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大的挑戰(zhàn)。因此本文研究考慮風(fēng)電高風(fēng)險爬坡事件下的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估與相應(yīng)的備用決策,從而有效地應(yīng)對風(fēng)電高風(fēng)險爬坡事件。首先,建立了考慮風(fēng)電爬坡事件的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估體系�；陲L(fēng)電功率的短期預(yù)測,將風(fēng)電爬坡事件進(jìn)行歸類并給出了考慮所有風(fēng)電爬坡場景的模型圖,進(jìn)而建立了風(fēng)電爬坡事件的模型；對系統(tǒng)的棄風(fēng)與失負(fù)荷風(fēng)險進(jìn)行定量評估,進(jìn)而形成短時間尺度下系統(tǒng)的風(fēng)險指標(biāo),較為全面地評估了風(fēng)電正負(fù)爬坡事件到來時系統(tǒng)的風(fēng)險。算例得到,風(fēng)電爬坡事件開始時間的不同會引起風(fēng)險指標(biāo)的變化,其趨勢與日負(fù)荷水平密切相關(guān)；風(fēng)電功率正、負(fù)爬坡幅度越大,爬坡持續(xù)時間越小,相應(yīng)地風(fēng)險指標(biāo)也就越大。這是因為發(fā)生風(fēng)電高風(fēng)險爬坡時,常規(guī)機(jī)組爬坡能力與備用水平的不足使得其調(diào)節(jié)能力不足以跟蹤凈負(fù)荷的變化,從而造成了風(fēng)險指標(biāo)的增加。隨后,建立了次小時級時間尺度下應(yīng)對風(fēng)電爬坡事件的備用決策方法。采用傳統(tǒng)的備用決策模型,在15-min級時間尺度下,設(shè)定系統(tǒng)的期望失負(fù)荷電量與期望棄風(fēng)電量滿足系統(tǒng)允許的最大限值,將風(fēng)電爬坡事件可能造成的失負(fù)荷或棄風(fēng)風(fēng)險轉(zhuǎn)化為風(fēng)險成本并計入目標(biāo)函數(shù),從而優(yōu)化得到合理的旋轉(zhuǎn)備用容量以及常規(guī)機(jī)組出力來預(yù)防風(fēng)電爬坡事件。算例得到,次小時級時間尺度相比于小時級時間尺度下的調(diào)度方案更能適用于風(fēng)電高風(fēng)險爬坡事件,進(jìn)而響應(yīng)于每個15min的風(fēng)電功率變化；保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,避免了風(fēng)電爬坡事件下調(diào)度時段內(nèi)備用配置的不足或冗余,也相應(yīng)地減小了應(yīng)對風(fēng)電爬坡事件的預(yù)防控制成本。最后,建立了多時間尺度應(yīng)對風(fēng)電爬坡事件的彈性包絡(luò)線模型。將應(yīng)對風(fēng)電爬坡事件的備用優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)彈性包絡(luò)線跟蹤問題,利用彈性包絡(luò)線來確定風(fēng)電爬坡事件到來時系統(tǒng)的備用調(diào)用方式及機(jī)組出力調(diào)整方式,以此來平衡系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。同時依據(jù)風(fēng)電爬坡事件特征而分別采取對應(yīng)的備用策略,采用常規(guī)機(jī)組的一階動態(tài)爬坡模型來應(yīng)對較為嚴(yán)重的風(fēng)電爬坡事件,對應(yīng)5-min級時間尺度下的決策。算例得到,5-min級時間尺度的彈性包絡(luò)線模型相比于15-min級與小時級時間尺度的傳統(tǒng)備用決策模型更能夠更加精確合理地調(diào)用備用并進(jìn)行機(jī)組出力的調(diào)整,進(jìn)而一階動態(tài)爬坡能夠保證機(jī)組具有良好的爬坡能力來應(yīng)對小時內(nèi)較為嚴(yán)重的風(fēng)電爬坡事件；彈性包絡(luò)線模型使得系統(tǒng)能夠較為精確地跟蹤風(fēng)電爬坡事件引起的凈負(fù)荷的攀升,保證了系統(tǒng)的彈性,減小了系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險,保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TM732

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本文編號：1221564