[发明专利]含风电系统机组的备用配置优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行和调度技术领域，尤其涉及一种含风电系统的备用配置优化方法。

背景技术

近年来，随着风电并网容量的不断增加，风力发电已经成为电力系统中的重要电源。风力发电具有强烈的间歇性和随机波动性，大规模的风电并网会给电网的安全运行和经济调度带来了严峻的考验，给电力系统安排足够的旋转备用容量是消纳大规模风电和减少电网运行风险的主要措施之一。

足够的旋转备用能大大减少电力系统的风险，但过量的旋转备用容量会增加系统的成本，所以需要合理的安排旋转备用容量。目前旋转备用优化配置的方法主要有：确定性方法、概率性方法、基于成本效益分析的方法。

第一类确定性方法，文献一《Optimal wind-thermal generating unit commitment》(IEEE Transactions on Energy Conversion，2009年第29卷25期第13页)将风电出力的一定百分比作为附加的旋转备用需求。固定比例的旋转备用配置方法简单，但容易造成备用不足或备用浪费，不能使电力系统的经济性达到最优。

第二类概率性方法，文献二《A new approach to quantify reserve demand in systems with significant installed wind capacity》(IEEE Transactions on Power Systems，2005年第20卷2期第587页)以系统失负荷概率为可靠性指标来确定系统的备用需求。该方法能确保系统在设定的可靠性水平下达到经济最优，但可靠性水平的设定带有很强的主观性及无法回答其是否合理。

第三类基于成本效益分析的方法，文献三《大规模风电接入火电系统的最优旋转备用容量研究》(电力系统保护与控制，2012年第40卷13期第110页)通过发电成本和失负荷成本总和最小来确定备用需求。该方法未考虑机组爬坡约束和网络安全约束对备用的影响。

以上文献的研究只考虑了备用在总量上满足系统总备用需求，但未能提出一种经济有效的方法将总备用需求分配到具体每台机组中。

大量风电接入电力系统后，电力系统的经济性和安全性较难兼顾。为此，需要一种含风电电力系统的发电计划和备用决策方法，能计算出系统最佳旋转备用、各机组的发电计划及正负旋转备用分配容量，以达到兼顾电力系统经济性和安全性的目的。

发明内容

针对传统备用决策及分配未考虑充分满足机组爬坡约束和网络约束或其它现有技术的不足，本发明提供一种含风电电力系统的发电计划和备用决策方法，该方法能确定每台机组的发电计划及备用分配容量，同时备用分配考虑了机组爬坡约束和网络安全约束，保证各机组提供的备用完全可用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种含风电系统机组的备用配置优化方法，包括以下步骤：

步骤A、利用风电和负荷两种随机变量的联合概率密度函数的积分式计算当前正负旋转备用容量下的停电损失和弃风损失两种风险成本；

步骤B、考虑备用的可用性和节煤效益，给出系统总正负旋转备用容量确定时，备用在不同煤耗机组的分配方法；

步骤C、将风险成本加入发电成本目标函数中，通过对系统总正负旋转备用容量进行寻优，找到总成本最小时的系统总正负备用需求、各机组的发电计划和正负旋转备用分配容量。

进一步地，步骤A所述利用风电和负荷两种随机变量的联合概率密度函数的积分式计算当前正负旋转备用容量下的停电损失和弃风损失两种风险成本，具体按照以下方法：

步骤A1、用正态分布模型描述风电和负荷的概率分布，其表达式如下：