应对多区域新能源功率随机波动的常规机组调节功率配备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于风力发电技术领域，更具体地，涉及一种应对多区域新能源功率随机 波动的常规机组调节功率配备方法。
【背景技术】
[0002] 新能源功率的强随机波动性给电力系统的运行调度带来极大的挑战，在功率可控 的常规机组中配备合理的可调节功率W平衡新能源功率的随机波动是大规模新能源发电 并网的关键和瓶颈问题。配备的功率过高，会使得电力系统运行成本过高；反之，配备的功 率过少，会使得电力系统运行的安全性难W保证。在现有公开技术中，尚未有考虑多区域新 能源出力随机波动特性的常规机组调节功率配备技术。现有技术中，主要是考虑应对单个 区域新能源出力的随机波动特性系统需配备的备用容量，得到备用容量后仍需进一步计算 常规机组需配备的调节功率。
[000引在中国专利说明书CN103997039 A中公开了一种基于概率区间预测的计及风电接 纳的旋转备用区间预测方法，该方法运用极限场景理论得到系统配备的正旋转备用和负旋 转备用，其限定风电功率和负荷预测误差服从正态分布，且仅能考虑单区域情况。由于考虑 多区域的新能源随机特性的系统需配备的调节功率的过程中，涉及到多个新能源电厂所发 功率之间的联合概率分布特性，而他们之间的联合概率分布特性难W用统一的方法进行描 述。因此，在现有技术中，未涉及到考虑多区域新能源功率随机特性的系统备用的确定，而 且需要限定新能源功率的场景或假设其服从某种分布，不能较为真实地利用新能源功率的 随机特性。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种应对多区域新能源功率随机波 动的常规机组调节功率配备方法，旨在解决现有技术仅适用于单一区域风电场且需要假定 风电波动特性服从某种分布的问题。
[0005] 本发明提供了一种应对多区域新能源功率随机波动的常规机组调节功率配备方 法，包括下述步骤：
[0006] (1)建立包含有m个区域的电力系统中正旋转备用概率约束和负旋转备用概率约 束；
[0007] 其中，所述正旋转备用概率约束要求各区域中所有常规机组功率的上限、所有新 能源机组功率、联络线注入功率H者之和大于等于负荷该个事件的概率大于等于给定的阔 值目；
[0008] 所述负旋转备用概率约束要求各区域中所有常规机组功率的下限、所有新能源机 组功率、联络线注入功率H者之和小于等于负荷该个事件的概率大于等于给定的阔值目；
[0009] (2)根据正旋转备用概率约束和负旋转备用概率约束获得新能源出力上限约束 Pr沾 >进。，…，各>货。} 和新能源出力下限约束Pr扣 >也，...九 >端}含1-片；
【主权项】
1. 一种应对多区域新能源功率随机波动的常规机组调节功率配备方法，其特征在于， 包括下述步骤： (1) 建立包含有m个区域的电力系统中正旋转备用概率约束和负旋转备用概率约束； 其中，所述正旋转备用概率约束要求各区域中所有常规机组功率的上限、所有新能源 机组功率、联络线注入功率三者之和大于等于负荷这个事件的概率大于等于给定的阈值 β ; 所述负旋转备用概率约束要求各区域中所有常规机组功率的下限、所有新能源机组功 率、联络线注入功率三者之和小于等于负荷这个事件的概率大于等于给定的阈值β ; (2) 根据正旋转备用概率约束和负旋转备用概率约束获得新能源出力上限约束 Prfe 和新能源出力下限约束IMA ; 其中，^=(1 -厂)尸Lr 尸ctr-<，…，&=(1 -Mt厂巧。Γ-<，…， gm =(^n)PLl-Per-Ki ; A=d+(i+，2匕，..., Hi=-P^r-p^+{\+Y2)Piad, K=-P^r-PM+^+r2)PL··, i和m分别表示系统中区域的编号和区域总数，i = 1，2,……m ; i?r'和分别表 示第i个区域中常规机组功率的上限值和下限值；4表示通过联络线注入第i个区域的功 率；I,表示第i个区域中新能源机组的功率；iL,表示第i个区域中负荷的功率；Y JP Y 2 是裕度参数；β为给定概率； ⑶获得满足约束的所有新能源出力上限点（gl，…，gm)T中最 小的点Amin，以及满足约束Pr!/d,'"A^/〇 = l-々的所有新能源出力下限点Qll，…，hm)T 中最大的点Bmax; (4)根据所述最小的点Amin和所述最大的点B _获得常规机组需配备的最小调节功率 和最大调节功率； 其中最小调节功率等于负荷功率减去所述最小的点Amin，再减去给定的裕度功率后获 得的功率值；最大调节功率等于负荷功率减去所述最大的点Bmax，再加上给定的裕度功率后 获得的功率值。
2. 如权利要求1所述的常规机组调节功率配备方法，其特征在于，所述正旋转备用概 率约束为： Pr{(Pirx + ^en + ^1ij ) ^ (I + rz )PL, ^S+ + K) ^ (I + rz )PL, ^S(Pc〇r + P：L + Ρζ )PL, \ ^ β 所述负旋转备用概率约束为： PrS(^〇r +PL +^rct +?) ^ ^-?^,-ΛΡ^Γ+^+Ρ：^ ^ ^ β 其中，i和m分别表示系统中区域的编号和区域总数，i = 1，2,……m; i^r和AT分 别表示第i个区域中常规机组功率的上限值和下限值；A表示通过联络线注入第i个区域 的功率；表示第i个区域中新能源机组的功率；表示第i个区域中负荷的功率；Y i 和Y2是裕度参数；β为给定概率。
3. 如权利要求2所述的常规机组调节功率配备方法，其特征在于，裕度参数γ i、γ 2和 给定的阈值β的取值范围分别为：0.05彡Y1S 0· 1，0.05彡γ 2彡〇· 1，〇.95彡β彡1。
4. 如权利要求1所述的常规机组调节功率配备方法，其特征在于，步骤（3)中所述最小 的点Amin和所述最大的点B max根据如下方法获得： 从电力系统中获取S个新能源功率历史样本集合D= [d1，···，&，···，ds]，从j = 1开 始到j = S结束，在集合D中寻找不大于样本cF的所有样本，并将所得的样本组成样本小 集合户，分别统计每个小集合户中样本的个数1」，计算小集合样本个数与总历史样本个数 的比值Ι/s; 在1/s中选择大于等于β和大于等于l-β的值对应的样本序号，并从样本集合D中 取出对应序号的样本组成集合L0和L n ; 计算集合Le中各元素之和最小的样本和集合中各元素之和最小的样本， 并获得最小的点疋i" = (rffin )和最大的点5MK = (C ); 其中，CF表示第j个样本， i +++++ KZ…^，S为样本集合D中所包含的样本总数，每个样本包含了 m 个区域的新能源功率，< 表示第i个区域、第j个样本的新能源功率，i = 1，2,…，m。
5. 如权利要求4所述的常规机组调节功率配备方法，其特征在于，两个样本 # = (ef，…,4 f和# =⑷，…，4 f中，若4 S 4<冷，...，4 ，则称样本， 不大于样本Z2。
6. 如权利要求4所述的常规机组调节功率配备方法，其特征在于，集合L e中各元 素之和最小的样本+ ··· + <+ ··· + <)，集合L1I中各元素之和最小的样本
【专利摘要】本发明公开了一种应对多区域新能源功率随机波动的常规机组调节功率配备方法，包括建立包含有m个区域的电力系统中正旋转备用概率约束和负旋转备用概率约束；根据正旋转备用概率约束和负旋转备用概率约束获得新能源出力上限约束和新能源出力下限约束；获得满足约束的所有新能源出力上限点中最小的点以及满足约束的所有新能源出力下限点中最大的点；根据最小的点和最大的点获得常规机组需要配备的最小调节功率和最大调节功率。本发明可以确定满足给定概率水平下应对多区域新能源功率波动的多区域的常规机组需配备的可调节功率范围，能够保证电力系统安全稳定运行的同时节约成本。
【IPC分类】H02J3-24
【公开号】CN104638662
【申请号】CN201510044906
【发明人】黎静华, 兰飞, 叶柳
【申请人】广西大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月28日