文档介绍：第卷第期电力系统保护与控制、,..
年月日.,
一种考虑系统有功调节能力的风电功率场景选取方法
黄大为,张伟,韩学山
.东北电力大学电气工程学院,吉林吉林;.山东大学电气工程学院,山东济南
摘要:大规模风电并网给电力系统优化调度带来了新的挑战针对风电场功率输出的不确定性,考虑了风电功率场景选取与
系统有功调节能力之间的内在联系,提出了一种新的风功率场景选取方法,所选场景代表一定调节时间内系统可调整功率的
范围。将各场景所对应的概率引入有功优化调度的目标函数中,以各场景下的期望调度成本最小为目标,建立了基于场景分
析法的动态经济调度模型,并给出了场景选取的修正策略。通过所建立的条件期望再调度成本这一指标,量化评价了有功调
度模型的经济性,以及模型对风电功率波动的适应性。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。
关键词:风电;场景;经济调度;不确定性;期望
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中图分类号: 文献标识码: 文章编号: —
机优化模型,以体现模型对随机事件的适应性。文
引言
献【验证了场景法在解决随机安全约束机组组合
目前,针对大规模风电并网系统的发电调度研问题中的优越性。而文献】将场景法用于风力发电
究主要集中在风电功率预测和调度模型及求解算法功率不确定性的描述,建立了考虑安全约束的风电
两方面的研究。研究重点在于如何提高风电功率预并网系统的市场出清模型。文献【进一步考虑了预
测的准确性和如何获得对风电功率不确定性适应性测场景下机组出力方案和误差场景下方案间的过渡
较好的调度方案。满足爬坡速率约束,以确保调度方案的可操作性。
对于调度中的不确定性因素的描述,普遍采用文献】在考虑风电并网功率的典型波动方式下,研
场景分析方法。文献】设定了负荷预测误差和系统究了计及接纳风电能力的电网调度模型,该模型使
故障等多个场景,建立了考虑安全约束机组组合随系统总煤耗和电网接纳风电能力得到了有效协调。
但文中没有给出火电机组运行点发生改变时电网可
基金项目:长江学者和创新团队发展计划;国家接纳风电功率的波动范围。
自然科学基金项目及电力系统不同运行方式下的概率调度理论和方
. 一电力系统保护与控制
法,其实质也是将预想事故下的场景约束计入有功式中: 和分别表示机组的最大最小输出
调度模型中的约束条件。文献则引入极限场景
有功功率限值; 和,: 分别表示机组的上调和
的概念, 已达到有效缩减场景数量的目的。
下调功率速率限值; 表示机组在第个场景下
在上述基于场景法的含风电场有功调度研究.
中,场景的选取与系统自身的功率调节能力基本无的输出功率。若风电功率概率密度函数为,则
关;未考虑调度模型对风电功率波动适应性的经济第个场景所对应的概率为
性评价;在风功率的场景分析的建模方面,风功率

的不同场景仅在所构建调度模型的约束条件中加以一
考虑,而未体现在目标函数中。在某一调度时段风电功率场景的选取, 按
本文考虑了场景的选取与系统自身的功率调节如下优化模型来确定。
能力之间的相互联系,建立风功率场景选取模型;
并将所选取的风功率场景发生的概率引入到动态经∑
济调度模型的目标函数之中,追求各风功率场景下
的期望调度成本最小,建立基于场景分析法的风电∑
并网系统有功优化调度模型,并引入条件期望再调
度成本对所建模型的经济性和对风电波动的适应性
,
进行评价。
式中: 从表示机组的发
.

风电功率场景选取方法
电成本函数; 表示对应调度时段的系统总负荷;
风功率的场景集要对在风电场输出功率的置信表示第个场景下的风电并网功率。此处需要
区问内相对预测值的偏差具有完全代表性,即所选
说明的是: 由式~式优化模型确定的对应场景
取的场景集经过优化模型计算所得到的机组运行方
下的,并没有考虑各场景问机组有功输出的调
案对置信区间内所有的风电功率的取值具有适应
性¨。节约束,这将通过基于场景分析的有功调度结果对
其进行修正。
在己知风电功率预测值以及其误差概率分布函
风功率场景的选取以风功率预测值为起
数的基础上,可以指定以风电功率预测值,为中
始场景,分别沿着大于预测值和小于预测值两个方
心的满足一定置信水平的置信区间, ,
向按式和式逐一确定,如图所示。以高于预
其中、分别代表风电输出功率置信区间的测值的场景选取为例,说明场景选取的具体步骤如