基于燃?xì)鈾C(jī)組和電轉(zhuǎn)氣（P2G）裝置的含風(fēng)力發(fā)電的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)正快速發(fā)展,電網(wǎng)故障和機(jī)組自身故障造成的風(fēng)電機(jī)組失效給互聯(lián)系統(tǒng)的安全運行帶來了較大的風(fēng)險。目前,關(guān)于電-氣互聯(lián)系統(tǒng)的運行調(diào)度較少計及系統(tǒng)存在的風(fēng)險,而燃?xì)廨啓C(jī)和P2G裝置的控制策略給系統(tǒng)風(fēng)險帶來的影響不可忽略,獨立電力系統(tǒng)中的調(diào)度方法難以直接應(yīng)用于電-氣互聯(lián)系統(tǒng)。為此,基于電-氣互聯(lián)系統(tǒng)的運行特性及風(fēng)機(jī)失效風(fēng)險,建立了考慮P2G的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)失效風(fēng)險指標(biāo),并基于該指標(biāo)建立了以風(fēng)機(jī)失效風(fēng)險最小、燃煤機(jī)組煤耗成本最少的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,以權(quán)衡系統(tǒng)運行過程中風(fēng)險與煤耗成本之間的矛盾。算例結(jié)果表明,所提的多目標(biāo)風(fēng)險調(diào)度模型能夠有效降低電-氣互聯(lián)系統(tǒng)的運行風(fēng)險,提高風(fēng)電的消納能力。 

【文章來源】：電力自動化設(shè)備. 2020年07期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

含P2G的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)運行方式

本文以IEEE 30-NGS 10電-氣互聯(lián)系統(tǒng)為例驗證所提的風(fēng)險調(diào)度模型的有效性，其示意圖如圖2所示。IEEE 30節(jié)點系統(tǒng)中有6臺發(fā)電機(jī)組，本文算例設(shè)置與節(jié)點1、2、5、8相連的機(jī)組為燃煤機(jī)組（分別稱之為燃煤機(jī)組1、2、5、8），與節(jié)點11、13相連的機(jī)組為燃?xì)鈾C(jī)組（分別稱之為燃?xì)鈾C(jī)組11、13），另有1座帶P2G裝置的風(fēng)電場經(jīng)由節(jié)點28并網(wǎng)。風(fēng)電場的額定功率為250 MW。天然氣系統(tǒng)采用修改的NGS 10節(jié)點系統(tǒng)[20]，共包括6條輸氣管道、3臺壓縮機(jī)、2個氣源站和6個氣負(fù)荷，其中天然氣系統(tǒng)的節(jié)點6、7分別提供燃?xì)鈾C(jī)組11、13的燃?xì)庑枨�。P2G裝置由氣網(wǎng)節(jié)點2連接至天然氣系統(tǒng)。燃?xì)鈾C(jī)組11、13的有功上限分別為260、145 MW，燃煤機(jī)組參數(shù)如附錄表A1所示。本文算例主要對比以下3種模型的調(diào)度結(jié)果：模型1不考慮風(fēng)機(jī)失效風(fēng)險，以燃煤機(jī)組耗煤量最少為目標(biāo)，對含P2G的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度；模型2以風(fēng)機(jī)失效風(fēng)險最小和耗煤量最少為目標(biāo)，建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，對不考慮P2G的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行降風(fēng)險調(diào)度；模型3即為本文所提模型，以風(fēng)機(jī)失效風(fēng)險最小和耗煤量最少為目標(biāo)，建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，對含P2G的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行降風(fēng)險調(diào)度。

風(fēng)電及負(fù)荷的預(yù)測功率如圖3所示。附錄圖A1為模型3中各臺機(jī)組的有功出力曲線圖。由圖A1可知，在時段1—7時，系統(tǒng)負(fù)荷較低，為減小耗煤量，燃煤機(jī)組均按照有功下限出力，此時主要依靠燃?xì)夂惋L(fēng)電機(jī)組輸出有功；在時段8—16時，系統(tǒng)負(fù)荷增大，燃煤機(jī)組出力開始增大，受煤耗系數(shù)影響，燃煤機(jī)組按照機(jī)組1、8、2的順序分別增大出力，此時燃?xì)鈾C(jī)組的出力值達(dá)到最大；在時段17、18時，系統(tǒng)負(fù)荷減小，為減小耗煤量，燃煤機(jī)組的有功出力減小，燃?xì)鈾C(jī)組仍維持最大出力；在時段19、20時，系統(tǒng)負(fù)荷增大，燃煤機(jī)組的有功出力增大，燃?xì)鈾C(jī)組仍維持最大出力；在時段21—24時，系統(tǒng)負(fù)荷大幅降低，為減小耗煤量，燃煤機(jī)組率先減小有功出力，接著燃?xì)鈾C(jī)組有功出力也減小。圖4為機(jī)組1、2、5、8、11和13在不同模型下的有功出力曲線。由圖4(a)—(d）可知，模型3中燃煤機(jī)組1、2和8的有功出力小于模型2，這是由于模型2沒有考慮P2G過程，當(dāng)風(fēng)電富余時，風(fēng)電場只能棄風(fēng)，難以將能量儲存，而模型3將富余的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為天然氣儲存在天然氣系統(tǒng)中；模型1沒有考慮系統(tǒng)運行風(fēng)險，僅以耗煤量最小為目標(biāo)，因此模型1中燃煤機(jī)組1、2和8的有功出力最小。受煤耗系數(shù)影響，3種模型下燃煤機(jī)組5始終按照出力下限輸出功率。由圖4(e）、（f）可知，為減小耗煤量，燃?xì)鈾C(jī)組11、13的出力變化先于燃煤機(jī)組，且在大部分時間內(nèi)都應(yīng)處于最大出力狀態(tài)；模型2中燃?xì)鈾C(jī)組11、13的出力幾乎都小于模型1和模型3，這是由于模型2未考慮P2G過程，受天然氣系統(tǒng)約束，模型2中燃?xì)鈾C(jī)組11、13最大能夠輸出的有功功率低于其有功上限；由于模型1僅以燃煤機(jī)組耗煤量最少為目標(biāo)，故模型1中燃?xì)鈾C(jī)組11、13始終按照其有功上限輸出功率。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2918084