【摘 要】
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近年来,化石能源过度使用造成了资源的枯竭和环境的恶化,风电的大量使用,缓解了环境压力。随着风电并网容量增加,其随机性、间歇性、不可控性,增大了电力系统的调峰压力,而传统的控制方法仅从电源侧进行调控,电源的灵活调节性较差,系统很容易出现调峰能力不足的问题,造成严重的弃风现象,同时也会造成风资源的浪费。为了减小弃风量,可以采取增加储能设备或增加联络线外送风电的容量等措施,但这些措施都会增加一定的经济负
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近年来,化石能源过度使用造成了资源的枯竭和环境的恶化,风电的大量使用,缓解了环境压力。随着风电并网容量增加,其随机性、间歇性、不可控性,增大了电力系统的调峰压力,而传统的控制方法仅从电源侧进行调控,电源的灵活调节性较差,系统很容易出现调峰能力不足的问题,造成严重的弃风现象,同时也会造成风资源的浪费。为了减小弃风量,可以采取增加储能设备或增加联络线外送风电的容量等措施,但这些措施都会增加一定的经济负担,并且容易受当地的地形、环境等因素影响,所以需要采取其他有效措施来增加风电消纳。本文从电源和负荷两侧挖掘调控资源,采用“源-荷”协调控制方式,来增加风电消纳的目的。本文的主要研究内容如下:（1）电源出力及负荷特性分析:选取新疆某地区的电源出力数据及对应的负荷数据作为实例数据,并对实例数据进行初步处理。电源出力特性是主要分析了常规电源和风电的出力特性,针对常规电源,主要分析了常规电源调节特性,即其响应速率和调节容量;针对风电,主要分析了风电出力的随机性及波动性。将负荷分为常规负荷和高载能负荷,针对高载能负荷,主要分析其调节特性,并根据调节特性将高载能负荷分为离散可调高载能负荷和连续可调高载能负荷;针对常规负荷,主要分析日峰谷差及日峰谷差率。（2）“源-荷”协调控制策略:根据常规电源及高载能负荷的调节特性,构建分层模型预测控制框架,将控制过程分为长时间尺度和短时间尺度的滚动优化控制;长时间优化控制目标是基于最小弃风的系统运行成本最优,以长时间风电预测为状态变量,以常规电源功率、离散可调高载能负荷功率和风电出力功率为控制变量,优化求解,得到计划基点;短时间滚动优化控制目标为风电实际出力与计划出力偏差最小,以短时间风电预测出力为状态变量,以连续可调高载能负荷为控制变量,优化求解控制指令,对预测误差的影响做出修正;并使用二次规划方法,求解优化模型。以新疆某地区电网为例,仿真验证本文提出“源-荷”协调控制策略的可行性及实用性。（3）对采用“源-荷”协调控制后的电力系统进行消纳能力评估,从制约风电消纳能力的关键因素——系统调峰能力考虑,提出一种计及调峰能力的日风电消纳能力评估方法,该方法考虑系统内各种可调节设备的调节约束,建立风电出力比例、风电消纳率和风电待消纳率的三维指标,进行评估,结果以三维形式展现,具有“卡尺”的功能,为电力系统现场控制住人员提供决策依据。以正文第二部分“源-荷”协调控制后的系统为例进行仿真验证。
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