新能源电力系统调度优化
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1、关概念介绍
1.1 新能源
新能源,又称非常规能源。
是指传统能源之外的各种能源形式。
指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能等。
我国风能和太阳能资源储量丰富,大规模风电场和光伏电站并网运行已成为电力行业发展的大势所趋。
然而风电和光伏发电的输出功率随着自然天气的变化而时刻变化,具有随机性且不可调控,为保证新能源并网后的系统能够安全经济的供电,在制定调度计划时应该结合风电和光伏发电的不确定因素。
1.2 电力系统优化调度
电力系统优化调度是指在满足符合需求和系统安全运行的前提下,调节电力装置的工作状态,以实现某种指标达到最优,如满足发电成本最小。
其相关的问题主要包括最优潮流、负荷经济调度、无功优化调度等。
主要的研究的内容包括:确定性优化调度、不确定性优化调度和多目标优化调度。
本文旨在介绍新能源电力系统的调度优化问题,因此主要是不确定性优化调度问题。
不确定性优化调度主要是指当电力系统在电源或者随机变化负荷条件下,通过调节系统的相关控制变量实现某种运行指标达到最优。
由于不确定电源或者负荷的作用,使得电力系统的运行指标也是不确定性变量,因此当大规模新能源,尤其是具备高度不确定性的风
电接入电网后,实现电力系统的优化调度极具挑战。
不确定调度问题关键在于如何描述不确定输入变量对目标函数的影响,即建模问题,主要分为模糊建模和概率建模的不确定性调度问题。
模糊建模的调度问题主要是基于将不确定风速或者风功率视为模糊变量,然后采用模糊集理论表示不确定性的调度指标。
概率建模的帝都问题主要是把不确定风速或者风功率视为随机型变量,即风速或者风功率服从某种概率分布,如威布尔分布、高斯分布、贝塔分布等,然后采用随机优化的相关理论求解调度目标在不确定环境中的期望值。
二、风电特性及概率分布
2.1 风电的特性
风电机组主要有风轮和发电机构成,首先通过风轮机将风的动能转换成机械能,作用于发电机带动其旋转,最终输出电能。
风电机组的输出功率与风速关系密切,可用分段函数(2-1)近似表示:。