考慮風電高風險爬坡事件的電力系統(tǒng)運行風險評估與備用決策.pdf

1、近年來，隨著我國風電滲透率的不斷增長，大規(guī)模的風電并入電網(wǎng)為電力系統(tǒng)帶來了諸多新的問題，尤其是在極端惡劣的天氣情況下，風電場的有功功率容易在非常短的時間內發(fā)生劇烈的變化，進而形成風電功率高風險爬坡事件。風電高風險爬坡事件雖為小概率事件，但一旦發(fā)生，會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大的挑戰(zhàn)。因此本文研究考慮風電高風險爬坡事件下的電力系統(tǒng)運行風險評估與相應的備用決策，從而有效地應對風電高風險爬坡事件。
　　首先，建立了考慮風電爬坡事件

2、的電力系統(tǒng)運行風險評估體系。基于風電功率的短期預測，將風電爬坡事件進行歸類并給出了考慮所有風電爬坡場景的模型圖，進而建立了風電爬坡事件的模型;對系統(tǒng)的棄風與失負荷風險進行定量評估，進而形成短時間尺度下系統(tǒng)的風險指標，較為全面地評估了風電正負爬坡事件到來時系統(tǒng)的風險。算例得到，風電爬坡事件開始時間的不同會引起風險指標的變化，其趨勢與日負荷水平密切相關;風電功率正、負爬坡幅度越大，爬坡持續(xù)時間越小，相應地風險指標也就越大。這是因為發(fā)生風電高

3、風險爬坡時，常規(guī)機組爬坡能力與備用水平的不足使得其調節(jié)能力不足以跟蹤凈負荷的變化，從而造成了風險指標的增加。
　　隨后，建立了次小時級時間尺度下應對風電爬坡事件的備用決策方法。采用傳統(tǒng)的備用決策模型，在15-min級時間尺度下，設定系統(tǒng)的期望失負荷電量與期望棄風電量滿足系統(tǒng)允許的最大限值，將風電爬坡事件可能造成的失負荷或棄風風險轉化為風險成本并計入目標函數(shù)，從而優(yōu)化得到合理的旋轉備用容量以及常規(guī)機組出力來預防風電爬坡事件。算例得到

4、，次小時級時間尺度相比于小時級時間尺度下的調度方案更能適用于風電高風險爬坡事件，進而響應于每個15min的風電功率變化;保障了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，避免了風電爬坡事件下調度時段內備用配置的不足或冗余，也相應地減小了應對風電爬坡事件的預防控制成本。
　　最后，建立了多時間尺度應對風電爬坡事件的彈性包絡線模型。將應對風電爬坡事件的備用優(yōu)化問題轉化為最優(yōu)彈性包絡線跟蹤問題，利用彈性包絡線來確定風電爬坡事件到來時系統(tǒng)的備用調用方式及機組出力調整

5、方式，以此來平衡系統(tǒng)運行的可靠性與安全性。同時依據(jù)風電爬坡事件特征而分別采取對應的備用策略，采用常規(guī)機組的一階動態(tài)爬坡模型來應對較為嚴重的風電爬坡事件，對應5-min級時間尺度下的決策。算例得到，5-min級時間尺度的彈性包絡線模型相比于15-min級與小時級時間尺度的傳統(tǒng)備用決策模型更能夠更加精確合理地調用備用并進行機組出力的調整，進而一階動態(tài)爬坡能夠保證機組具有良好的爬坡能力來應對小時內較為嚴重的風電爬坡事件;彈性包絡線模型使得系統(tǒng)