时间：2022-07-09 03:46:42
摘要：文章将风电计入安全约束机组组合问题中，并对风电出力做出取舍，实现动态经济调度。
关键词：风电场；机组组合；风电模型；网络安全约束；旋转备用装置
中图分类号：TM614
文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2012）25-0103-02
风能潜力巨大，在能源结构中必将占有重要地位，但间歇性使风电并网会对诸如电能质量、频率稳定等带来不良影响。
机组组合问题是电力系统发电计划的关键问题，在算法中解析类确定性算法求解精度比较高，得到广泛应用。
1 风电模型
1.1 风电的分布
本文假设已知机组组合的研究周期内各时段的风电出力预测值，且预测误差服从均值为0、标准差为的正态分布。风电的预测误差的概率密度函数如下：
（1）
1.2 含风电机组组合的数学模型
风电实际出力大于计划值，冗余的出力有被切除或者储存起来的可能，将备用不足造成的风电损失加入到机组组合目标中。但若实际风电少发，则必须由旋转备用全额补上，否则将导致切负荷，本文不允许切负荷的情况。
含风机组组合的模型基本如下：
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
其中，式（2）为目标函数，包括运行费用、开停机费用、备用费用和惩罚费用，F为总费用函数。式（3）和式（4）分别为机组运行费用函数和备用费用函数，和分别为机组运行费用和备用费用函数，为各费用函数的系数，分别为常规机组数、时段数和风电场数，为第t时段第i机组的出力，为机组开停机状态，为第t时段第i机组的正负旋转备用。式（5）为切风电惩罚费用函数，为惩罚费用。式（6）为负荷平衡约束，为系统总负荷，为第t个时段第h个风电出力计划值。式（7）为正旋转备用和风电置信区间的关系，为第t个时段第h个风电出力置信区间的上界，为第t个时段第h个风电出力置信区间的下界。式（8）和式（9）为机组出力限制，为机组出力上限，为机组出力下限。
2 网络安全约束
（10）
（11）
b为节点数，为普通节点、风电节点、负荷节点和线路的转移因子。
将式（10）和式（11）线性变化可得：
（12）
（13）
式（12）和式（13）中含有风电出力这一不确定量。网络约束须采用最严格的限制，使其不越限。对式（12）和式（13）的右端都取最小值，则能得到保证线路潮流不越限的网络安全约束，如式（14）和式（15）：
（14）
（15）
3 算例分析
线路参数采用IEEE-30系统，系统含有6台发电机组，并加入了2个风电场，风电场接在系统的25、27号节点上。每个时段各节点的负荷同比例增加，普通机组的参数如表1。机组参数部分对IEEE-30模型中的参数做了一些修改，如下表1所示：
表1 机组参数
节点 初始
功率
MW Pmax
MW Pmin
MW 最小开机时间
h 最小关机时间
h 初始开机时间
h 初始关机时间
h 爬坡
限制
MW/h
1 23.5 80 10 5 3 5 0 38
2 51.0 60 10 4 2 0 3 38
5 26.9 45 10 2 1 0 1 18
8 19.2 30 10 4 2 0 3 18
11 37 60 10 3 2 3 0 28
13 21.6 50 10 3 2 3 0 28
经过20.3s得到结果，主要关注备用的情况，仿真结果如下：
表2 常规机组正备用
时段 正备用/MW
1 2 3 4 5 6
1 3.6 6.8 4.5 0.8 7.0 0
2 4.8 9.0 0 1.2 7.0 0
3 1.4 2.7 4.5 4.5 0 0
4 2.7 5.0 4.5 4.5 0 0
5 0 0 0.1 0 0 0
6 6.5 9.5 4.5 0 0 0
7 9.5 0 4.5 4.5 0 0.2
8 2.9 0 0 4.5 0 0
9 9.5 0 0.9 4.5 0 0
10 9.5 0 0 4.5 0 3.5
11 9.5 0 0 0 0 6.0
12 9.5 0 2.6 4.5 7.0 7.0
13 9.5 0 0 0 7.0 5.5
14 9.5 0 2.3 1.2 7.0 0
15 9.5 0 3.7 4.5 7.0 0
16 9.5 0 4.4 3.1 7.0 0
17 4.0 0 0 0 0 0
18 9.5 0 0 0 0 0
19 8.0 0 0 0 0 0
20 1.7 0 0 0 4.3 0
21 3.0 0 0 0 7.0 0
22 9.5 0 0 0 7.0 0
23 9.5 0 3.5 4.5 0 4.2
24 9.5 0 1.1 4.5 0 7.0
表3 常规机组负备用
时段 负备用/MW
1 2 3 4 5 6
1 0 0 0 1.1 0 0
2 0 0 4.5 4.5 0 4.7
3 9.5 5.0 4.5 4.5 0 7.0
4 9.5 9.5 4.5 0 0 7.0
5 9.5 9.5 4.5 0 0 7.0
6 9.5 0 4.5 0 0 7.0
7 9.5 0 4.5 0 0 7.0
8 9.5 0 4.5 4.5 0 7.0
9 9.5 0 4.5 4.5 0 7.0
10 3.2 0 4.5 4.5 0 0
11 0 0 0 2.3 0 0
12 0 0 0 1.2 0 0
13 0 0 0 0 0 0
14 0 0 0 0 0 0
15 0 0 0 3.1 0 0
16 0 0 0 0 0 0
17 0 0 0 0 0 0
18 0 0 0 0 0 0
19 0 0 0 0 0 0
20 0 0 0 0 0 0
21 0 0 0 0 0 0
22 0 0 0 1.2 0 0
23 9.5 0 4.5 4.5 0 6.7
24 0 0 3.2 4.5 0 0
在某些轻负荷多风的情况下，不得不在风电多况下切除风力，如6、7、8、9等时段。
4 结语
本文研究了含风电场的机组组合问题。在模型建立中，引入以风电出力的区域为置信区间，在运行费用函数中引入惩罚量体现切风带来的损失。
参考文献
[1] 苏济归，舒隽，谢国辉，张粒子．大规模机组组合问题计及网络约束的线性化求解方法[J]．电力系统保护与控制，2010，28（18）：135-139．
作者简介：徐春华（1981-），男，江苏盐城人，供职于慈溪市供电局变电运行工区，研究方向：变电运行。