基于风功率不确定性的电力系统旋转备用容量的研究.pdf

【电力系统旋转备用容量的研究】 随着可再生能源的快速发展，风力发电已经成为全球电力供应的重要组成部分。然而，风功率的不确定性给电力系统带来了显著的运行挑战，尤其是对旋转备用容量（SR）的需求增加。旋转备用容量是指电力系统在运行中预留的、能够迅速响应意外负荷波动或设备故障的额外发电能力，确保系统的稳定性和可靠性。 本文首先介绍了火电系统的机组组合模型，这是解决电力系统运行问题的关键。模型的目标函数包括两个主要部分：系统消耗燃料费用和停电损失。燃料费用与各机组的输出功率有关，而停电损失则反映了系统因故障导致的用户供电中断的经济损失。模型同时考虑了确保系统切负荷和切风功率概率在预设的安全范围内，以平衡经济性和稳定性。 为模拟和量化风功率不确定性的影响，论文采用了蒙特卡洛模拟法。这种方法能有效地处理随机变量，如风速和风向的变化，进而计算出系统失负荷概率、停电损失以及风功率切除概率。通过这种方法，可以评估不同备用容量水平下的系统性能，以找到最优的旋转备用容量设置。 文献[1]提出了一种机会约束规划方法，用于在考虑多种不确定性因素（如发电机组故障、负荷预测误差、风功率预测偏差等）时确定最优的旋转备用容量。这为旋转备用的优化提供了理论基础，实现了安全、稳定和节能的统一目标。文献[2]则基于风力发电出力的统计特性，认为系统净负荷大致遵循正态分布，建议将旋转备用容量设定为正态分布标准差的3倍。 文章中提出的机组组合模型在目标函数和约束条件方面进行了详细阐述。目标函数不仅考虑了经济效益，还兼顾了系统稳定性的维护。约束条件包括系统平衡约束（确保有功功率的供需平衡）、系统机组出力约束（机组功率输出限制在最大和最小值之间）、切负荷概率约束（限制因故障导致的负荷削减概率）以及切风功率概率约束（控制由于风功率波动而切除的风力发电量）。 通过实例计算和分析，论文验证了所提模型和求解算法的可行性，揭示了若干有价值的结论。这些结论有助于指导电力系统运营者在面对风功率不确定性时，如何合理地设定和调整旋转备用容量，以确保电力系统的安全、可靠和经济运行。这一研究对于电力系统的规划和调度具有重要的参考价值，特别是在大规模风力发电并网的情况下。