嵌套短期运行风险的水风光多能互补中长期优化调度研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:christian1985
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在“双碳”目标的驱动下,风电、光电等清洁能源的装机容量将不断增长。风、光电固有的波动性和随机性为其并网带来了巨大的压力。水电调节能力强且运行灵活,是非常理想的调峰电源,将水电与风、光电打捆上网,可有效对冲风、光电的随机波动性。因此,实施水风光多能互补,开展水风光多能互补系统的中长期调度研究,对提升互补系统长期运行效益、降低短期运行风险具有重要的科学意义。本文以黄河上游千万千瓦级清洁能源互补基地为研究对象,开展嵌套短期运行风险的中长期优化调度研究。首先,基于地面观测、电厂实测和模型产品等多源数据,采用风、光出力模型计算了长系列的风、光出力;其次,构建互补性评价指标,评估了水风光三种能源之间的互补性,采用概率分布优选方法确定了径流与风、光出力的概率分布函数;随后,考虑特高压直流输电日运行方式与风、光出力短期预测不确定性,开展水风光多能互补长系列实时与短期调度模拟,评估了弃电、失负荷以及弃水风险,并构建了水电平均出力与弃电、失负荷风险之间的函数关系;最后,建立嵌套弃电与失负荷风险的水风光多能互补中长期优化调度模型,制订了优化调度图、调度函数两种规则,并采用水风光多变量随机模拟数据对两种调度规则进行评价,识别了最优调度规则。本论文的主要工作和成果如下:(1)采用Pearson相关系数、互补率等指标,评价黄河上游水风光之间的日内、年内以及年际互补性,发现风、光出力在日内存在一定的互补性,但在年内和年际呈现出同步性。茨哈峡入库径流和风、光总出力在年内和年际尺度上具有较强的互补性。(2)将风、光出力预测的不确定性引入水风光多能互补系统的经济运行模型中,评估了由不确定性带来的弃电、失负荷及弃水风险,发现水电站弃水量级由大到小依次为:羊曲、班多、茨哈峡;风、光弃电率随着梯级水电出力的增加逐渐减小;互补系统失负荷率随着梯级水电站出力的增加呈现“下降-持平-上升-下降”的趋势。(3)以嵌套弃电风险的发电量最大、发电保证率最高和失负荷率最小为优化目标,建立并求解了水风光多能互补中长期优化调度模型,发现以月末库容V为决策变量、可用能量EA为自变量的调度函数最优。通过对比未考虑风险、仅考虑弃电风险、考虑弃电与失负荷双重风险三种调度情景,发现考虑的风险类型越多,水电电量损失越大,但风险率越低。
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