第五章 考慮風(fēng)光荷不確定性的隨機(jī)生產(chǎn)模擬

5.1 概述

本文的第三章提出了一種新的基于解析法的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬算法，能在一定程度上反映負(fù)荷與新能源的時(shí)序特性。為了重點(diǎn)分析負(fù)荷與新能源時(shí)序特性的影響，該方法直接采用預(yù)測(cè)負(fù)荷及新能源預(yù)測(cè)出力曲線(xiàn)，忽略了新能源預(yù)測(cè)出力及負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性。 負(fù)荷預(yù)測(cè)和新能源的不確定性是客觀(guān)存在的，且對(duì)生產(chǎn)模擬結(jié)果有明顯影響。因此，本章將蒙特卡洛模擬法與解析法相結(jié)合，構(gòu)建了考慮新能源和負(fù)荷不確定性的隨機(jī)生產(chǎn)模擬算法。為了保留新能源出力時(shí)變特性并反映新能源的隨機(jī)性，該方法通過(guò)蒙特卡洛模擬法得到包含新能源出力隨機(jī)性的凈負(fù)荷曲線(xiàn)及其參數(shù)分布，然后結(jié)合第三章提出的方法進(jìn)行電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬，計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，并統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)成本和火電機(jī)組的啟停次數(shù)。本章主要內(nèi)容為：5.2 節(jié)介紹了風(fēng)、光及負(fù)荷預(yù)測(cè)不確定性建模;5.3 節(jié)給出了含風(fēng)光及負(fù)荷不確定性的凈負(fù)荷參數(shù)分布的求取方法，并通過(guò)算例分析驗(yàn)證了考慮負(fù)荷預(yù)測(cè)和新能源的不確定性的合理性;5.4節(jié)通過(guò)東北某省系統(tǒng)算例給出了本節(jié)方法的應(yīng)用。

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結(jié)論

近年來(lái)，隨著新能源發(fā)電的發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的隨機(jī)生產(chǎn)模擬及其在電力系統(tǒng)評(píng)估、規(guī)劃和運(yùn)行中的應(yīng)用成為研究焦點(diǎn)。不同于常規(guī)電源，新能源受到一次能源的約束，其隨機(jī)性和時(shí)序波動(dòng)性顯著，其出力由外部資源環(huán)境特性決定。如何描述這些特征成為含新能源的隨機(jī)生產(chǎn)模擬的核心，而能否充分描述這些特征則成為衡量相關(guān)研究水平的關(guān)鍵指標(biāo)。綜合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，本文提出了一種新的基于解析法的隨機(jī)生產(chǎn)模擬模型和方法，能計(jì)及負(fù)荷和新能源的時(shí)序特性。并將模擬法與解析法相結(jié)合，研究了風(fēng)光荷不確定性的影響，同時(shí)，采用我國(guó)東北某省的實(shí)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了風(fēng)電接納能力和棄風(fēng)情況的評(píng)估。 本文的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)建立了考慮機(jī)組運(yùn)行因素的多狀態(tài)機(jī)組模型。本文在火電機(jī)組三種運(yùn)行模式(連續(xù)、降額和間歇)的基礎(chǔ)上，考慮了機(jī)組的爬坡時(shí)間、爬坡速率、啟動(dòng)失敗及最小開(kāi)停機(jī)時(shí)間等因素，建立了多狀態(tài)機(jī)組模型。同時(shí)，該模型利用條件強(qiáng)迫停運(yùn)率來(lái)表征機(jī)組的故障概率，在提高解析法數(shù)學(xué)模型合理性的同時(shí)，能夠獲得更多的機(jī)組運(yùn)行信息。

(2)提出了一種考慮負(fù)荷與新能源時(shí)序特性的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法。本文采用時(shí)序負(fù)荷序列和新能源出力序列，并在多狀態(tài)機(jī)組模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)生產(chǎn)模擬。文中加入了系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量和爬坡容量約束，且在系統(tǒng)約束滿(mǎn)足的前提條件下，按照機(jī)組的煤耗微增率大小，依次安排火電機(jī)組投運(yùn)。由此可見(jiàn)，第三章提出的隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法更為精細(xì)，它保留了負(fù)荷與新能源的時(shí)序特性，進(jìn)一步完善了基于解析法的隨機(jī)生產(chǎn)模擬模型和方法。 通過(guò)算例分析可以看出：

1)本文所提方法是正確而有效的，它是在等效電量函數(shù)法基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)，能同時(shí)或分別考慮多種運(yùn)行因素的影響;

2)負(fù)荷、風(fēng)電、光伏發(fā)電的時(shí)序特性對(duì)系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和可靠性有顯著的影響，進(jìn)而對(duì)方案優(yōu)劣的評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響，故研究考慮時(shí)序特性的隨機(jī)生產(chǎn)模擬是非常重要的。