大规模风电接入后电力系统的鲁棒调峰研究

【摘要】：为解决能源紧缺和环境污染问题,风力发电以其无污染、资源丰富等优势而得到快速发展。然而,由于风能受不断变化的天气条件影响,风力发电表现出很强的间歇性、随机性、反调峰特性。随着风电大规模并网,风电功率的不确定性会使系统调峰难度增加,甚至威胁到电力系统的安全稳定运行。考虑到鲁棒优化方法无需假设随机变量的分布函数,且优化结果的稳定性好。因此,本文基于鲁棒优化理论研究了大规模风电接入后电力系统的调峰问题。风电大规模接入会导致系统的调峰需求大幅增加,抽水蓄能机组具有良好的调峰特性,为此建立考虑抽水蓄能的电力系统调峰模型。采用原始-对偶内点法对该模型进行求解。基于AMPL仿真平台,以改进的IEEE-14节点系统进行算例分析,算例表明抽水蓄能机组参与出力分配后会使系统等效负荷峰谷差率变小,减少了负荷高峰时段机组的开机数量,降低了系统的运行成本。考虑风力发电的随机特性,将风电功率的估计值与实际值之间的偏差定义为风电扰动功率。基于鲁棒优化理论,以盒式不确定集刻画风电功率的扰动范围,构建计及不确定风电出力的线路安全约束,由此提出考虑不确定风电功率的电力系统盒式鲁棒调峰模型。运用对偶原理简化该模型,将其转化为可计算的确定性非线性规划问题。最后,以改进的IEEE-14节点系统进行算例分析,算例表明当风电功率的扰动范围增大到一定程度时,为保证线路的运行安全,机组需重新分配出力,致使系统运行成本增加。进一步考虑负荷的随机性,基于鲁棒优化理论,以盒式不确定集刻画负荷和风电功率的扰动范围,构建计及不确定负荷和风电功率的线路安全约束,进而提出考虑不确定负荷和风电功率的电力系统盒式鲁棒调峰模型。并通过仿真计算得到了取不同风电功率和负荷的扰动范围时各机组出力情况和系统运行成本,从而为风电并网后电力系统的调峰问题提供了重要参考。
【关键词】：风力发电 系统调峰 鲁棒优化 抽水蓄能电站
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614