多重风险制约下含高比例风电电力系统消纳调度方法研究

The power systems with high proportion penetrated wind power are gradually formed, and the absorption of wind power has been paid more attention. At the dispatching level, wind power with high proportion brings multiple risks to the power system, such as loss of load, line overload, etc. In order to reveal the relationship between multiple risks and the absorption of wind power, and increase the its penetration on the basis of effective risk management, this application proposes a power system optimization and decision-making method to improve the high proportion of wind power absorption. The study will firstly design an efficient wind power random sampling strategy to characterize the high proportion of wind power. Then it analyzes the multiple risk problems brought by the uncertainty as for the operation of power system. Afterwards, the coordination analysis of wind power absorption and multiple risk based power system optimal dispatching model is proposed, using the day-ahead and real-time dispatching mode. At the same time, a stable multi-objective optimization algorithm is proposed to reliably obtain the Pareto solution set which reflects the relationship between wind power absorption and multiple risks. Then the decision-making method based on evidence reasoning is used to select the suitable solution, which can improve the level of wind power absorption and keep power grid operation within the acceptable risks. At the dispatching operation level, this study will provide some reference for enhancing wind power absorption.

目前含高比例风电电力系统正逐步形成，然而风电消纳问题倍受关注。在调度运行层面，高比例风电给电力系统带来的失负荷、线路过载等多重风险在一定程度上会引起弃风，造成风电难以大规模消纳。因此，本研究提出考虑多重风险制约下含高比例风电电力系统消纳调度方法，试图揭示高比例风电消纳与多重风险之间的制约关系，在调度运行层面提升风电消纳水平并进行有效的风险管理。研究将首先设计一种高效的风功率随机采样策略以有效表征高比例风电的不确定性。进而分析这种不确定性给电力系统运行带来的多重风险，以日前—实时调度为切入点，建立高比例风电消纳—多重风险协调分析的优化调度模型。同时，提出一种提高收敛效果的致稳性多目标优化算法，求取反映风电消纳与多重风险制约关系的帕累托解集。进一步根据证据推理决策获取电网在可接受风险范围内提高风电消纳量的调度方案，为电力系统在调度运行层面提升风电消纳水平提供一定的参考。

近年来我国高比例新能源电力系统正逐步形成，然而其给电力系统运行带来了电压偏差、线路过载等多重风险。这在一定程度上会引起弃风弃光，造成新能源难以大规模消纳。本研究提出考虑多重风险制约下含高比例新能源电力系统消纳调度方法，试图揭示新能源消纳与多重风险之间的制约关系，在调度运行层面提升风光消纳水平并进行有效的风险管理。.本项目的主要研究内容：.<1> 提出了一种考虑平均性和鲁棒性的不确定性新能源微电网灵活调度方法，以目标的期望值和偏差值均衡量化系统在高比例风光环境下运行成本与潜在经济风险的折衷关系，揭示了高比例新能源电力系统经济性风险对系统运行的影响.<2> 提出了一种基于区间优化方法的微电网多目标能量调度管理策略，利用区间数描述新能源的不确定性，研究基于区间优化方法针对经济成本以及高比例风光带来的节点电压偏差、系统电压稳定指数等多技术性风险指标，从而揭示了技术性风险对系统经济运行的影响。.<3> 提出了一种利用柔性负荷资源调节促进高比例新能源消纳的多目标调度方法，建立高比例风电电力系统弃风、运行成本和污染物排放等随机调度模型，探寻弃风量与成本和排放之间的制约关系，揭示了柔性负荷资源可以减少高比例新能源电力系统弃风风险，为减小弃风风险提供一定的技术参考。.<4> 提出了一种综合考虑经济性和技术性多重风险制约的高比例风电电力系统分析方法，研究以随机概率潮流模型为研究对象，从电力潮流层面分析导致弃风的重要原因，进而提出量化高比例新能源消纳方法。据此基于众目标不确定优化手段均衡评估多重风险制约新能源消纳的影响，揭示了经济性和技术性多重风险对高比例新能源消纳的复杂制约关系。.本项目的研究将为高比例新能源电力系统分析与决策提供一定的参考，同时期望本课题能尝试为我国电力系统在调度运行层面提升高比例新能源消纳水平提供新的方法和技术。