【摘 要】
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为实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,减少对化石能源的依赖,发展大规模风电是未来电力系统发展的必然趋势。我国风电集中式接入、远负荷中心的特点,导致大量风电难以就地消纳。通过多区域互联电网协调调度能有助于风电消纳,而柔性直流输电技术的灵活调度能力更适用于大规模风电的跨区传输。因此,针对高比例风电接入下的多区域交直流混联电网的调度问题,如何充分发挥柔直输电的灵活调节能力,如何在空间维度上协调多区域电网的
【基金项目】
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国家重点研发计划资助项目(编号2018AAA0101502); 国家电网有限公司总部科技项目“人在回路的大电网调控混合增强智能基础理论”;
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为实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,减少对化石能源的依赖,发展大规模风电是未来电力系统发展的必然趋势。我国风电集中式接入、远负荷中心的特点,导致大量风电难以就地消纳。通过多区域互联电网协调调度能有助于风电消纳,而柔性直流输电技术的灵活调度能力更适用于大规模风电的跨区传输。因此,针对高比例风电接入下的多区域交直流混联电网的调度问题,如何充分发挥柔直输电的灵活调节能力,如何在空间维度上协调多区域电网的发电资源,如何在时间维度上进行多时间尺度协调调度,是促进高比例风电消纳的关键问题。本文的主要研究内容如下:(1)研究了高比例风电跨区传送的日前分散协调调度模型。采用分散协调调度法经柔直联络线将互联电网解耦为独立子区域,基于动态场景生成和随机优化方法,提出子区域的日前随机组组合模型,基于VSC(Voltage Source Converter)换流站的灵活调节能力建立柔直联络线的灵活运行模式,以联络线功率为耦合变量通过ADMM(Alternating Direction Method of Multipliers)算法进行迭代求解。在此基础上提出考虑柔直联络备用的日前随机组组合模型,增加联络线的上下备用作为ADMM算法中耦合变量。采用2区域-12节点互联网络进行仿真,结果表明该日前分散协调优化调度模型可行,VSC换流站的灵活调节能力和考虑联络线功率备用均有助于风电消纳。(2)研究了高比例风电经多端柔直电网传输的日前分层鲁棒调度模型。基于鲁棒优化和目标级联分析技术(analytical target cascading,ATC),对经多端柔直互联网络,提出分层鲁棒优化调度方法,上层为直流电网多时段联络线功率协调优化模型,下层是独立的各交流区域的两阶段鲁棒安全约束机组组合问题,以VSC换流站作为协调交流区域与直流网络交换的功率的虚拟协调层。采取基于高维椭球的多面体不确定集合降低鲁棒优化的保守性。4区域-6节点互联网络仿真证明模型可行性,结果表明VSC换流站的灵活调节能力和潮流可双向可控能力能极大的提升风电消纳。(3)研究了经多端柔直互联电网的日内滚动优化模型。基于ATC算法,建立日内超短期多端柔直互联交直流网络分层调度模型,将系统分为直流网络和各独立的交流电网。下层为交流电网日内超短期机会约束调度模型,上层为直流电网的联络线功率协调优化模型。在此基础上提出日内滚动优化策略,根据不断更新的风电超短期预测功率,滚动优化此分层调度模型,达到日内调度结果最优。4区域-6节点互联网络仿真证明在日前调度的基础上进行日内滚动优化极大提高了风电消纳水平。
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