【摘要】：世界范圍內出現的能源和環(huán)境危機加快了各國發(fā)展新能源發(fā)電技術的步伐。近年來,我國風電發(fā)展迅速,已成為世界上風電裝機容量最大的國家。大規(guī)模風電并網在減輕節(jié)能和環(huán)保壓力的同時,引入的隨機性和波動性增加了電力系統運行調度的難度。在風電廠中配設儲能設備形成風儲聯合單元,可通過控制儲能裝置有序地充放電,減小風電出力不確定性的不利影響,是解決含大規(guī)模風電的電力系統運行調度問題的有效措施。在電力市場改革和風電快速發(fā)展的背景下,在調度中通過優(yōu)化風儲資源的使用,提高系統整體經濟效益及可靠性,對促進風電的進一步健康發(fā)展意義重大。本文以含風儲聯合單元的電力系統日前調度優(yōu)化為研究課題,在采用場景集描述不確定因素的基礎上,研究了日前機組組合和儲能參與系統備用的調度優(yōu)化問題。論文主要工作包括:1)作為研究的理論和技術基礎,簡要介紹了電力系統調度、風儲的基本概念,分析了風電對電力系統運行調度的影響和儲能應用場景;針對在調度優(yōu)化模型中計及不確定性因素的需求,介紹了場景生成和場景削減技術;針對模型求解問題,介紹了分段線性化和大M法。在此基礎上,闡述了基于場景集建立調度優(yōu)化模型的思路。2)針對電力市場環(huán)境下含風儲聯合單元的電力系統日前調度問題,建立了兩階段日前調度優(yōu)化模型。第一階段基于描述風功率不確定性的概率場景集,在模型中計及棄風懲罰成本和風儲投標偏差懲罰成本,以風儲聯合單元的收益期望最大為目標,決策風儲日前投標量;第二階段考慮風儲調度出力偏差懲罰成本、環(huán)境成本和網絡約束等因素,以系統綜合運行成本最小為目標,進行日前機組組合優(yōu)化。此外,還設計了一種用于日前出清的風儲出力偏差懲罰機制。算例結果分析表明,該模型具有風儲調度出力偏差小,系統綜合運行成本低,環(huán)保效益明顯的特點。3)針對在含風儲聯合單元的電力系統中,如何有效利用儲能可調空間提高運行經濟性、可靠性的問題,提出儲能在跟蹤風電出力計劃的同時參與備用的風儲調度模式。在以場景集描述系統不確定性因素的基礎上,推導出系統失負荷期望、棄風期望和風儲出力偏差期望表達式,建立了以系統風險最小、風儲出力偏差最小和系統運行成本最小的多目標有功和備用協調優(yōu)化模型,并采用模糊隸屬度函數將模型處理為單目標調度優(yōu)化模型,減小成本系數取值對調度優(yōu)化的影響。仿真分析表明,該調度模型不僅能改善系統運行的經濟性、可靠性,且有利于進一步降低風儲出力偏差,使風儲聯合單元的出力優(yōu)化兼顧了系統整體運行的安全經濟性。
【圖文】：

對電力系統正常運行的要求包含保證安全可靠地供電、保證系統的電能質量良好、保證系統運行的經濟性和盡可能減小對生態(tài)環(huán)境的有害影響。電力系統龐大而復雜，包含大量的發(fā)電機組和輸配電線路，如何在滿足系統安全運行和可靠供電的前提下，，選取一個最佳的運行方案就是電力系統調度優(yōu)化所要解決的問題。在不包含具有不確定性的新能源電源的傳統電力系統調度中，一般依據對負荷的預測來實現對電力系統調度方案的決策。隨時間尺度的縮短，負荷預測的精度會越來越高。電力系統調度按時間尺度可分為長期、中期、日前和日內電力系統調度，見圖 2.1。其中，日前和日內電力系統調度起著重要且基礎的作用。電力系統日前調度一般也稱作日前機組組合，任務是決策第二天機組的出力和啟停計劃；電力系統日內調度包含日內經濟調度和 AGC 調節(jié)，任務是實現短時間尺度的系統經濟運行和機組出力平衡[56]；電力系統中期調度主要任務是確定機組運行方式和大型機組的檢修維護計劃；電力系統長期調度主要任務是根據社會經濟和電力負荷的發(fā)展變化趨勢，確定電網改造和擴建計劃。

圖 2.2 儲能分類圖2.3.2 儲能的應用場景及價值分析儲能具有響應速度快、四象限運行、充放電可控等特性，在含高比例不確定性新能源的電力系統中，可利用儲能實現系統資源的優(yōu)化配置，提高系統運行的經濟性、靈活性和新能源消納能力。具體的應用場景總結如下：（1）輸配電側隨著電力系統電力負荷和新能源的大規(guī)模接入，系統峰谷差增大，線路和配電站所接負荷容量增加。儲能應用在輸配電側，通過削峰填谷緩解線路和配電站在負荷高峰時負載率偏高的問題，也可用于消解系統輸電阻塞，延緩線路和配電站的擴建升級；通過控制儲能于負荷低谷時充電，負荷高峰時放電，可實現降低網損的目的；在峰谷電價或分時電價機制下，可利用儲能低價存儲高價放電，實現低儲高發(fā)套利。（2）用戶側
【學位授予單位】：山西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM73

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本文編號：2649615