【摘要】：目前,在深刻的電力體制改革和日益開(kāi)放的電力市場(chǎng)背景下,由于供需雙方可以平等的使用輸電網(wǎng)絡(luò),自由競(jìng)價(jià),電能輸送通道中的功率流動(dòng)隨意性增大,發(fā)生輸電阻塞的可能性大幅增加,輸電阻塞問(wèn)題日益突出。而隨著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后,其出力的隨機(jī)性對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)輸電阻塞管理提出了新的挑戰(zhàn)。因此,合理地制定含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)輸電阻塞的日前調(diào)度預(yù)案具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。常規(guī)的輸電阻塞一般通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、調(diào)整FACTs設(shè)備或重新調(diào)度發(fā)電機(jī)出力等措施來(lái)緩解,而隨著智能電網(wǎng),通信技術(shù)等的快速發(fā)展,有效利用需求側(cè)響應(yīng)資源成為解決輸電阻塞問(wèn)題的一種新的途徑。本文深入研究了需求側(cè)響應(yīng)參與日前輸電阻塞管理這一問(wèn)題,并特別關(guān)注了風(fēng)電和需求側(cè)響應(yīng)的不確定性對(duì)輸電阻塞管理的影響。論文從需求側(cè)響應(yīng)的最優(yōu)合同接入點(diǎn)、不同類型需求側(cè)響應(yīng)策略的設(shè)計(jì)、考慮風(fēng)電和需求側(cè)響應(yīng)不確定性的日前輸電阻塞管理的模型和求解方法等幾個(gè)方面展開(kāi)研究,研究成果表明本文所提出的計(jì)及風(fēng)電和需求側(cè)響應(yīng)不確定性影響的輸電阻塞管理方法,可以有效應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)中不確定性可能帶來(lái)的輸電阻塞狀況,減輕發(fā)電機(jī)重新調(diào)度資源的負(fù)擔(dān),同時(shí)保障電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及電力市場(chǎng)的公平性和經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目在何處實(shí)施能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的輸電阻塞管理效果這一問(wèn)題,本文提出一種新的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目實(shí)施的最佳位置決策方法。構(gòu)建雙層隨機(jī)動(dòng)態(tài)可用輸電能力優(yōu)化計(jì)算模型,選取不同的短時(shí)風(fēng)電波動(dòng)場(chǎng)景計(jì)及風(fēng)電出力的不確定性,下層優(yōu)化函數(shù)為日前的隨機(jī)動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度,上層則為使發(fā)電區(qū)域的發(fā)電出力值最大,利用KKT條件將雙層模型轉(zhuǎn)化為均衡約束的單層優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解,可一次性計(jì)算各個(gè)時(shí)段的隨機(jī)ATC值,進(jìn)而得到受電側(cè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的可用供電能力(LSC)和節(jié)點(diǎn)電價(jià)兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在多個(gè)時(shí)段的值及其波動(dòng)情況。單個(gè)和多個(gè)需求響應(yīng)項(xiàng)目實(shí)施的算例結(jié)果表明,所提模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)具有優(yōu)越性,能為有效地決策需求側(cè)響應(yīng)實(shí)施的最優(yōu)備選節(jié)點(diǎn)提供合理的數(shù)據(jù)支撐。針對(duì)需求響應(yīng)(DR)項(xiàng)目參與日前輸電阻塞管理的最優(yōu)合同電量問(wèn)題,首先構(gòu)建了含需求響應(yīng)的兩階段日前隨機(jī)最優(yōu)調(diào)度模型,求解得到系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)期望的最優(yōu)需求響應(yīng)量,考慮分時(shí)電價(jià)型DR和激勵(lì)型DR分兩步實(shí)施,給出了每個(gè)合同DR的負(fù)荷削減和負(fù)荷轉(zhuǎn)移量計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出了一種考慮多方利益博弈的分時(shí)電價(jià)型和激勵(lì)型需求響應(yīng)價(jià)格和激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)方法,構(gòu)建一個(gè)考慮負(fù)荷聚合商和用戶多方利益的多目標(biāo)優(yōu)化模型來(lái)設(shè)計(jì)分時(shí)電價(jià)型DR的價(jià)格機(jī)制;建立負(fù)荷聚合商付給用戶補(bǔ)償費(fèi)用最少且DR合同量最接近ISO期望DR響應(yīng)量的多目標(biāo)優(yōu)化模型來(lái)設(shè)計(jì)激勵(lì)型DR的激勵(lì)機(jī)制。并分別采用多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行求解,算例計(jì)算結(jié)果表明,本文所提DR價(jià)格和激勵(lì)機(jī)制能夠合理、有效的引導(dǎo)用戶參與需求側(cè)響應(yīng),使DR實(shí)際值接近調(diào)度理想值,增強(qiáng)電力市場(chǎng)環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、負(fù)荷聚合商和用戶間的信息傳遞,有助于實(shí)現(xiàn)多方的利益共贏。針對(duì)風(fēng)電、負(fù)荷和需求響應(yīng)的不確定性對(duì)輸電阻塞管理的影響問(wèn)題,本文提出了一種新的基于隨機(jī)機(jī)會(huì)約束的電力系統(tǒng)輸電阻塞管理模型,構(gòu)造了輸電線路不發(fā)生阻塞、負(fù)荷供電可靠、風(fēng)電高利用率三個(gè)機(jī)會(huì)約束,適用于非管制電力市場(chǎng)環(huán)境下的日前經(jīng)濟(jì)調(diào)度�；陲L(fēng)電、負(fù)荷以及需求側(cè)響應(yīng)的不確定性服從正態(tài)分布的假設(shè),整合隨機(jī)變量的概率分布函數(shù),利用二分法將機(jī)會(huì)約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為等價(jià)的確定性優(yōu)化問(wèn)題,利用原耦內(nèi)點(diǎn)法求解阻塞管理模型得到最優(yōu)調(diào)度方案。進(jìn)一步,對(duì)輸電阻塞管理模型基于直流最優(yōu)潮流,無(wú)法考慮輸電網(wǎng)絡(luò)損耗以及得到的調(diào)度方案可能不能完全滿足機(jī)會(huì)約束的情況進(jìn)行改進(jìn),在模型中引入交流潮流迭代來(lái)計(jì)及輸電損耗,并且采用多時(shí)段的概率潮流計(jì)算及輸電線路阻塞風(fēng)險(xiǎn)值指標(biāo)對(duì)所提模型求得的調(diào)度方案是否滿足機(jī)會(huì)約束加以校驗(yàn)。算例計(jì)算結(jié)果和分析表明所提輸電阻塞管理模型能夠有效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中不確定性因素的影響,使日前調(diào)度方案具有較強(qiáng)的適用性。針對(duì)風(fēng)電、負(fù)荷和需求響應(yīng)預(yù)測(cè)誤差概率分布函數(shù)可能不確定的問(wèn)題,引入一種數(shù)學(xué)領(lǐng)域的分布魯棒優(yōu)化方法,將上述輸電阻塞管理模型轉(zhuǎn)化為半定規(guī)劃方便進(jìn)行求解,該方法可以使風(fēng)電、負(fù)荷和需求響應(yīng)預(yù)測(cè)誤差在任意可能分布下,輸電阻塞管理模型均適用。進(jìn)一步的,本文將動(dòng)態(tài)線路容量的概念引入輸電阻塞管理中來(lái),對(duì)動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定值(DLR)的制定以及外部環(huán)境等各種參數(shù)造成的其不確定性對(duì)輸電阻塞管理的影響展開(kāi)研究,提出了新的保障輸電線路不發(fā)生阻塞機(jī)會(huì)約束(TDLCP),通過(guò)分布魯棒聯(lián)合優(yōu)化法將模型轉(zhuǎn)化為混合半定規(guī)劃問(wèn)題,并利用優(yōu)化工具箱YALMIP和MOSEK進(jìn)行求解。算例結(jié)果表明所提優(yōu)化方法可使輸電阻塞管理模型具有更強(qiáng)的適用性。
【圖文】：

中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文DR項(xiàng)目后，由兩階段需求側(cè)響應(yīng)模型的第一階段優(yōu)化函數(shù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以場(chǎng)景1為例，4節(jié)點(diǎn)的DR最優(yōu)合同電量如圖3-3所R和IBDR的共同作用，分兩步分別求取，得到基于TOU的PD的 ( , )i,PtTOU d t t、 ( , ')i,PtTOU d t t、'( ', )i,PtTOU d t t如圖3-4所示；得到IB基于IBDR的需求響應(yīng)下的 ( , )i,PtIB d t t、 ( , ')i,PtIB d t t、'( , 'i,PtIB d t t)、 ( , ')i,PtTOU d t t、'( ', )i,PtTOU d t t累加到各個(gè)時(shí)段的值如下表所示，但費(fèi)用最少的原則，并不能完全等于,( )i opIB d t期望理想值，因此段優(yōu)化的IBDR實(shí)際合同量與IBDR理想值之間的差異。

)t、 ( , ')i,PtTOU d t t、'( ', )i,PtTOU d t t累加到各個(gè)時(shí)段的值如下表所示，，但費(fèi)用最少的原則，并不能完全等于,( )i opIB d t期望理想值，因此段優(yōu)化的IBDR實(shí)際合同量與IBDR理想值之間的差異。圖 3-3 TOU DR 和 IBDR 期望值
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2639191