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摘 要：风电，是我国最关键的一种新兴清洁型能源，具备大量有别于普通电源的明显特征。风能的转变特征决定着风电出力具备良好的灵活转变性。近年来，伴随风电连接的范围日渐加大，必然会对电网调度造成一些干扰。本文将主要围绕规模风电接入对电网调度运作的影响展开分析和探究。
关键词：规模风电;电网调度;清洁型能源
风力的大小决定了风电的负荷，而风力呈现出比较明显的随机变化率和预测的不确定性。由于风力的大小与气象条件相关，并且两者之间的变化息息相关，本文定义负荷功率和风力发电功率之差为“净负荷”，并分析和研究了负荷以及风电规模对电网整体特性的影响。以电网调度运行模型为参考框架，发现净负荷的随机变化率和预报不确定性将对电网调整、负荷跟踪和电网运行管理等造成影响。本文重点介绍电网调频和待机调度的两个基本内容，利用统计调度和待机调度分析方法研究大规模风电接入对电网运行的影响。
1电网调节量的转变
电网运作进程中，负荷是在随时转变的。在负荷骤增或者骤降时，电网经过协调机组出力来解决负荷变化所形成的功率不均衡。在风电连接电网之后，电网的协调动作要完成均衡负荷和风电的总转变，也就是凈负荷的转变。探究其概率散布规律，把其和不涵盖风电的单纯负荷的概率散布展开对比，便能掌握风电进入后电网协调量的转变。将2019年当做对象探究年，针对电网净负荷和负荷各个时间阶段（15分钟、30分钟、1小时）转变量的概率散布特点予以剖析。通过研究可发现：各个时间阶段中，净负荷的转变量都超过负荷的转变量，然而显著低于负荷转变量的直接积累，这代表风电连接后，电网的协调量予以提升，然而涨幅程度较弱。这是因为风电在整个网中消纳时，风电的转变性是整体负荷转变性有效中和，电网的协调压力随之有所减少。
2掌控区CPS2参数的转变
CPS2是对网络电网掌控区频率掌控功效的审核指标，通过某一阶段内掌控区ACE通过率当做审核标准，需要ACE一个10分钟内的平均值确保掌控在合理范畴L10之内。掌控区CPS2反馈出掌控区处理净负荷转变、功率互换规划转变的水平，其展现优点和负荷转变性、掌控区有关的功率互换规划转变、区内备用联系十分紧密，CPS2有效率要小于89%。依据净负荷、负荷的集中散布特征的差异来剖析风电连接之后CPS2的转变，一定要提出以下假定：首先，CPS2未合格只通过净负荷或者负荷的转变所引发;其次，净负荷与负荷的转变负荷要求正态散布;再次，掌控区功率互换规划没有变化;最后，掌控区备用情况恒定。这些假定把CPS2的干扰要素规定成净负荷和负荷的转变。针对净负荷和负荷转变量的联合剖析阐述两者都负荷规范正态散布，所以CPS2参数和转变量的置信区间相匹配。对比负荷转变和净负荷转变的置信区间，便能明确风电衔接之后CPS2的转变。通过研究可发现：和负荷转变的正态散布中展现是一个狭小的置信区间，其和风电连接之后掌控区全新的CPS2相适应。
3风电有功功率调度模型
由于风电功率输出的预测精度随着时间间隔的增长而变差，因此传统调度模型中的两组时间尺度组合方式不适合对日常的有功功率和自动发电控制系统进行调节。可结合日常计划、滚动调度和实时调度的多时间尺度组合优化调度机制，逐级细化预测的时间节点，多级协调，逐步消除风电的低预测性，提高风电的利用率。根据燃料成本、总排放量和电网系统安全运行三个方面来评估风力发电系统的效率。结果表明，风电渗透率较低时可以促进发电系统的安全高效运行;当风电负荷增加时，储存设备和生产成本也相应增加。随着风电渗透率的增加，电力系统的安全水平呈现先增后降的趋势。基于随机安全框架和风电场的不确定性特点，也可以提出短期的电力市场清算计划。与传统测定方法相比，短期随机运行规划可以承受更大的风电渗透率，保证电力系统的安全稳定运行。考虑电网运行需求的问题，提出了将风电场发电装置与需求响应电源结合的分析方法。传统的调度方法一直将可再生能源算作负的负荷，在模型优化过程中，对期望的负载值和可再生能源生成值进行预测分析。同时将可控发电机的输出方式调整为阶跃负载。将模型预测控制理论应用于风电调度问题，提出了一种前瞻性优化调度控制方法。该方法依据经验值对风电输出功率进行预测，对风电接入进行阶段性合理调度，与传统的以风电为负的负荷的电网调度方式相比，该方法显著降低了系统运行成本。在以风电机组风险约束和负荷安全边界约束为主的直流潮流优化调度模型中，建立以风电风险和运行成本影响为主参数的目标函数，并将模糊函数用于风电接入约束的计算中，用以考虑风电接入的不稳定性。当综合考虑风电超时调度导致的待机成本和调度不足导致的风电关机成本时，仿真结果显示，当备用成本系数增加时，风电机组的发电量趋于下降，风电成本系数的增加提高了风电的利用率。随着人堆环境保护意识的增强，有源发电的污染物排放问题日益受到重视。在建立调度模型时，需考虑运营成本函数与污染物排放成本函数，因此，风力发电也被称为环境/经济调度。
4风电有功功率调度算法
在进行风电有功功率调度优化算法时，提出了一种经济可行的调度方法，即直接搜索算法。该算法的优化目标函数包括电网系统的运行成本和待机成本。采用随机波动理论建立了风电场电力系统动态调度模型，并利用随机模拟、神经网络和遗传算法相结合的混合智能算法求解该模型，有效改善了调度模型的收敛速度和搜索性能。由于模型包括多目标优化、多值和非线性特征问题，传统的数学优化算法很难解决。因此，本文使用遗传进化算法来求解模型。利用拉格朗日松弛算法可将动态优化调度问题分解为几个并行子问题，同时结合凸规划模型的特点，使用子问题动态优化算法的逆优化来加快计算速度。
5结论
综上所述，对规模风电介入对电网调度运作的影响展开分析，是时代发展的必然趋势。相关人员一定要对此加以重视。在实践中充分结合现状，具体问题，具体分析，全面确保电网可靠、安全、良好运作，以此提高能源利用率，实现可持续发展。
参考文献
[1]余颖辉，郭强.大规模风电接入对电网调度运行的影响[J].华东电力，2014，42（07）：1337-1340.
关键词：规模风电;电网调度;清洁型能源
风力的大小决定了风电的负荷，而风力呈现出比较明显的随机变化率和预测的不确定性。由于风力的大小与气象条件相关，并且两者之间的变化息息相关，本文定义负荷功率和风力发电功率之差为“净负荷”，并分析和研究了负荷以及风电规模对电网整体特性的影响。以电网调度运行模型为参考框架，发现净负荷的随机变化率和预报不确定性将对电网调整、负荷跟踪和电网运行管理等造成影响。本文重点介绍电网调频和待机调度的两个基本内容，利用统计调度和待机调度分析方法研究大规模风电接入对电网运行的影响。
1电网调节量的转变
电网运作进程中，负荷是在随时转变的。在负荷骤增或者骤降时，电网经过协调机组出力来解决负荷变化所形成的功率不均衡。在风电连接电网之后，电网的协调动作要完成均衡负荷和风电的总转变，也就是凈负荷的转变。探究其概率散布规律，把其和不涵盖风电的单纯负荷的概率散布展开对比，便能掌握风电进入后电网协调量的转变。将2019年当做对象探究年，针对电网净负荷和负荷各个时间阶段（15分钟、30分钟、1小时）转变量的概率散布特点予以剖析。通过研究可发现：各个时间阶段中，净负荷的转变量都超过负荷的转变量，然而显著低于负荷转变量的直接积累，这代表风电连接后，电网的协调量予以提升，然而涨幅程度较弱。这是因为风电在整个网中消纳时，风电的转变性是整体负荷转变性有效中和，电网的协调压力随之有所减少。
2掌控区CPS2参数的转变
CPS2是对网络电网掌控区频率掌控功效的审核指标，通过某一阶段内掌控区ACE通过率当做审核标准，需要ACE一个10分钟内的平均值确保掌控在合理范畴L10之内。掌控区CPS2反馈出掌控区处理净负荷转变、功率互换规划转变的水平，其展现优点和负荷转变性、掌控区有关的功率互换规划转变、区内备用联系十分紧密，CPS2有效率要小于89%。依据净负荷、负荷的集中散布特征的差异来剖析风电连接之后CPS2的转变，一定要提出以下假定：首先，CPS2未合格只通过净负荷或者负荷的转变所引发;其次，净负荷与负荷的转变负荷要求正态散布;再次，掌控区功率互换规划没有变化;最后，掌控区备用情况恒定。这些假定把CPS2的干扰要素规定成净负荷和负荷的转变。针对净负荷和负荷转变量的联合剖析阐述两者都负荷规范正态散布，所以CPS2参数和转变量的置信区间相匹配。对比负荷转变和净负荷转变的置信区间，便能明确风电衔接之后CPS2的转变。通过研究可发现：和负荷转变的正态散布中展现是一个狭小的置信区间，其和风电连接之后掌控区全新的CPS2相适应。
3风电有功功率调度模型
由于风电功率输出的预测精度随着时间间隔的增长而变差，因此传统调度模型中的两组时间尺度组合方式不适合对日常的有功功率和自动发电控制系统进行调节。可结合日常计划、滚动调度和实时调度的多时间尺度组合优化调度机制，逐级细化预测的时间节点，多级协调，逐步消除风电的低预测性，提高风电的利用率。根据燃料成本、总排放量和电网系统安全运行三个方面来评估风力发电系统的效率。结果表明，风电渗透率较低时可以促进发电系统的安全高效运行;当风电负荷增加时，储存设备和生产成本也相应增加。随着风电渗透率的增加，电力系统的安全水平呈现先增后降的趋势。基于随机安全框架和风电场的不确定性特点，也可以提出短期的电力市场清算计划。与传统测定方法相比，短期随机运行规划可以承受更大的风电渗透率，保证电力系统的安全稳定运行。考虑电网运行需求的问题，提出了将风电场发电装置与需求响应电源结合的分析方法。传统的调度方法一直将可再生能源算作负的负荷，在模型优化过程中，对期望的负载值和可再生能源生成值进行预测分析。同时将可控发电机的输出方式调整为阶跃负载。将模型预测控制理论应用于风电调度问题，提出了一种前瞻性优化调度控制方法。该方法依据经验值对风电输出功率进行预测，对风电接入进行阶段性合理调度，与传统的以风电为负的负荷的电网调度方式相比，该方法显著降低了系统运行成本。在以风电机组风险约束和负荷安全边界约束为主的直流潮流优化调度模型中，建立以风电风险和运行成本影响为主参数的目标函数，并将模糊函数用于风电接入约束的计算中，用以考虑风电接入的不稳定性。当综合考虑风电超时调度导致的待机成本和调度不足导致的风电关机成本时，仿真结果显示，当备用成本系数增加时，风电机组的发电量趋于下降，风电成本系数的增加提高了风电的利用率。随着人堆环境保护意识的增强，有源发电的污染物排放问题日益受到重视。在建立调度模型时，需考虑运营成本函数与污染物排放成本函数，因此，风力发电也被称为环境/经济调度。
4风电有功功率调度算法
在进行风电有功功率调度优化算法时，提出了一种经济可行的调度方法，即直接搜索算法。该算法的优化目标函数包括电网系统的运行成本和待机成本。采用随机波动理论建立了风电场电力系统动态调度模型，并利用随机模拟、神经网络和遗传算法相结合的混合智能算法求解该模型，有效改善了调度模型的收敛速度和搜索性能。由于模型包括多目标优化、多值和非线性特征问题，传统的数学优化算法很难解决。因此，本文使用遗传进化算法来求解模型。利用拉格朗日松弛算法可将动态优化调度问题分解为几个并行子问题，同时结合凸规划模型的特点，使用子问题动态优化算法的逆优化来加快计算速度。
5结论
综上所述，对规模风电介入对电网调度运作的影响展开分析，是时代发展的必然趋势。相关人员一定要对此加以重视。在实践中充分结合现状，具体问题，具体分析，全面确保电网可靠、安全、良好运作，以此提高能源利用率，实现可持续发展。
参考文献
[1]余颖辉，郭强.大规模风电接入对电网调度运行的影响[J].华东电力，2014，42（07）：1337-1340.