含风电场的电力系统经济调度

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风能是清洁环保且成本低的新型能源,但是由于风能具有间歇性、随机性、不可控等特性,大容量的风电并网会对电力系统电网的安全平稳运行带来一定冲击。如何最大可能的利用清洁的风能降低系统发电成本,又使电网安全平稳运行,需要合理经济的电力系统调度计划方案。  本文综述了国内外含有风电的电力系统经济调度的基本理论和模型。介绍了ARIMA模型,并采用此模型进行风速及风电场出力预测。针对风电固有的特性,建立了含风电场的经济调度模型。模型中,提出了“等效功率平衡机”这一概念,用于补偿由于系统向上爬坡能力不足时引起的功率缺额,以及实现某些时段内火电机组停机时的功率平衡。引入了风电场削减出力补偿系数k,指出在系统向下爬坡能力不足时,必须对风电场出力进行削减,以实现系统供需功率平衡,并对这部分削减进行一定程度的经济赔偿。由于风能固有的随机性特点,不可能实现零误差预测,因此模型中考虑了风电场出力预测的误差,而风电预测误差由系统旋转备用来平衡。  采用动态规划算法,对IEEERTS24节点系统进行了计算。针对该实际系统,对本文所建立的模型进行了详细的经济性分析。分析显示风电的引入会一定程度的降低系统的煤耗,当来风风速大且平稳时,煤耗的节省十分显著。风速波动越大时,火电机组的爬坡现象越明显,系统的调峰费用也越高。预测风速较小时,系统补偿风电场出力预测误差所需的旋转备用量较少;预测风速大时,系统补偿风电场出力预测误差所需的旋转备用量较大。综合考虑以上因素,引入风电后,系统总的调度费用有所降低。
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