基于随机规划的风蓄联合智能动态经济调度

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作为可再生清洁能源,风能在缓解能源危机、减少环境污染方面做出了突出贡献。近年来,风力发电的规模不断扩大,在电力系统中所占的比重也日益增加,但是,由于风电具有不可控、间断、随机的特点,大规模风电并入到电网中,可能会对电力系统的安全稳定运行造成威胁。因此,如何在增大风电并网容量的同时合理安排风电与其他常规电源的协调调度是目前亟需解决的问题。为平滑风机出力,本文将抽水蓄能电站作为风电场的储能系统,围绕风蓄联合入网的调度策略展开研究工作,主要包括抽水蓄能系统容量优化研究以及风蓄联合动态经济调度研究。首先,本文提出一种基于智能能量管理系统的风蓄联合运行策略。在风电入网之前,计算出合理的入网功率上、下限,当实际风机出力大于上限时,多余部分用来抽水蓄能,当实际风机出力小于下限时,由抽水蓄能电站放水释能,弥补不足。在抽水蓄能系统的配合下,风电功率在时间上重新分布,基本满足入网要求,从而避免风电直接入网带来的负面影响。其次,本文建立了抽水蓄能系统容量优化模型。从经济方面考虑,抽水蓄能机组容量不宜过大,以免造成浪费,但从风、蓄容量配合方面考虑,抽水蓄能机组容量又不能太小,以免无法完成风蓄联合出力计划。本文以抽水蓄能机组安装维护、水库建设维护以及风电场运行总成本最低为目标函数,建立随机规划模型,从而计算出最合理的抽水蓄能电站装机容量。然后,基于本文提出的风蓄联合运行策略建立了风蓄联合动态经济调度模型。将风蓄联合输出功率与常规火电机组出力一同调度,为了尽量减小风蓄入网功率波动给常规机组带来的影响,同时考虑经济性,建立了以风蓄联合输出功率波动最小和火电运行成本最低为目标的随机规划模型,从而计算出各机组在各时段的出力,为调度部门制定发电计划提供可靠依据。以某地区风蓄联合系统为例,对本文提出的调度策略及模型分别进行了验证和分析。算例结果表明,两个模型均能够达到预期效果,采用本文调度策略,可以有效平抑风电波动,为风电与常规电源配合出力提供了有效的研究思路,对大规模风电入网的研究具有一定的参考价值。
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