考虑时序特性的电力系统随机生产模拟

第五章 考虑风光荷不确定性的随机生产模拟

5.1 概述

本文的第三章提出了一种新的基于解析法的电力系统随机生产模拟算法，能在一定程度上反映负荷与新能源的时序特性。为了重点分析负荷与新能源时序特性的影响，该方法直接采用预测负荷及新能源预测出力曲线，忽略了新能源预测出力及负荷预测的不确定性。 负荷预测和新能源的不确定性是客观存在的，且对生产模拟结果有明显影响。因此，本章将蒙特卡洛模拟法与解析法相结合，构建了考虑新能源和负荷不确定性的随机生产模拟算法。为了保留新能源出力时变特性并反映新能源的随机性，该方法通过蒙特卡洛模拟法得到包含新能源出力随机性的净负荷曲线及其参数分布，然后结合第三章提出的方法进行电力系统随机生产模拟，计算系统的可靠性指标，并统计生产成本和火电机组的启停次数。本章主要内容为：5.2 节介绍了风、光及负荷预测不确定性建模;5.3 节给出了含风光及负荷不确定性的净负荷参数分布的求取方法，并通过算例分析验证了考虑负荷预测和新能源的不确定性的合理性;5.4节通过东北某省系统算例给出了本节方法的应用。

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结论

近年来，随着新能源发电的发展，风电场和光伏电站的随机生产模拟及其在电力系统评估、规划和运行中的应用成为研究焦点。不同于常规电源，新能源受到一次能源的约束，其随机性和时序波动性显著，其出力由外部资源环境特性决定。如何描述这些特征成为含新能源的随机生产模拟的核心，而能否充分描述这些特征则成为衡量相关研究水平的关键指标。综合国内外研究现状，本文提出了一种新的基于解析法的随机生产模拟模型和方法，能计及负荷和新能源的时序特性。并将模拟法与解析法相结合，研究了风光荷不确定性的影响，同时，采用我国东北某省的实测系统数据进行了风电接纳能力和弃风情况的评估。 本文的研究工作和创新点主要体现在以下几个方面：

(1)建立了考虑机组运行因素的多状态机组模型。本文在火电机组三种运行模式(连续、降额和间歇)的基础上，考虑了机组的爬坡时间、爬坡速率、启动失败及最小开停机时间等因素，建立了多状态机组模型。同时，该模型利用条件强迫停运率来表征机组的故障概率，在提高解析法数学模型合理性的同时，能够获得更多的机组运行信息。

(2)提出了一种考虑负荷与新能源时序特性的电力系统随机生产模拟方法。本文采用时序负荷序列和新能源出力序列，并在多状态机组模型的基础上进行随机生产模拟。文中加入了系统旋转备用容量和爬坡容量约束，且在系统约束满足的前提条件下，按照机组的煤耗微增率大小，依次安排火电机组投运。由此可见，第三章提出的随机生产模拟方法更为精细，它保留了负荷与新能源的时序特性，进一步完善了基于解析法的随机生产模拟模型和方法。 通过算例分析可以看出：

1)本文所提方法是正确而有效的，它是在等效电量函数法基础上的一种改进，能同时或分别考虑多种运行因素的影响;

2)负荷、风电、光伏发电的时序特性对系统的生产成本和可靠性有显著的影响，进而对方案优劣的评价产生影响，故研究考虑时序特性的随机生产模拟是非常重要的。