考虑跨区直流调峰的日前发电计划优化方法及分析

发布时间：2019-10-30 17:00

【摘要】：阐述了中国跨区直流输电对促进西北地区新能源消纳的重要性,分析了目前跨区直流外送模式对新能源消纳的不利影响。综合考虑分析直流输电系统的运行特性和跨区电能交易需求,建立了跨区直流计划调整的混合整数线性约束模型,提出了考虑跨区直流互动调峰的新能源与常规能源协调优化的两阶段日前发电计划编制方法。首先,基于安全约束经济调度(SCED)模型分析了受端电网直流接纳能力。然后,基于安全约束机组组合(SCUC)模型,综合考虑直流计划调整约束、系统平衡、机组运行、新能源出力预测和电网安全等约束条件,以节能环保和新能源消纳最大为优化目标,编制送端电网的机组组合、出力计划和直流送出计划。最后,通过某省级电网及其跨区直流计划优化调整的算例验证了所提方法的有效性。
【图文】：

因子,调整成本,直流线路,调整量

ｄ在ｔ时段的直流计划；Δｐ＋（ｄ，ｔ）和Δｐ－（ｄ，ｔ）分别为直流线路ｄ在ｔ时段增加或者减少的计划电力。为了克服直流计划调整量大小没有区分度的缺点，量化并控制直流计划调整量，避免对提升新能源消纳能力无价值的计划调整，本文引入直流计划调整分段调整虚拟成本因子λ和虚拟调整成本函数ΔＣＤ（ｄ，ｔ）（即直流线路ｄ在ｔ时刻计划虚拟调整成本）。其中，λ随直流计划调整量的增大逐段线性递增，即直流计划调整越大，调整成本越高，如图１所示。ΔＣＤ（ｄ，ｔ）如图２所示。图中，Ｓ为直流计划调整成本函数的总段数；λ（ｄ，ｓ）为直流线路ｄ在其分段函数第ｓ段的虚拟调整成本因子；Δｐ（ｄ，ｓ，ｔ）为直流线路ｄ在ｔ时段在分段函数第ｓ段上的计划变化量，为非负值。图１直流调整虚拟成本因子Ｆｉｇ．１Ｖｉｒｔｕａｌｃｏｓｔｆａｃｔｏｒｏｆａｄｊｕｓｔｅｄｐｌａｎ因此，直流计划虚拟调整成本函数可表示为：ΔＣＤ（ｄ，ｔ）＝∑Ｓｓ＝１λ（ｄ，ｓ）Δｐ（ｄ，，ｓ，ｔ）（３）Δｐ＋（ｄ，ｔ）＋Δｐ－（ｄ，ｔ）＝∑Ｓｓ＝１Δｐ（ｄ，ｓ，ｔ）（４）图２直流虚拟调整成本函数Ｆｉｇ．２Ｖｉｒｔｕａｌｃｏｓｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆａｄｊｕｓｔｅｄｐｌａｎ１．２直流计划调整约束在直流计划调整优化中，需考虑如下直流计划调整约束。１）连续时段功率调整方向约束。为了保护直流换流器及保证直流计划的平稳，相邻时段的直流计划不能异

能力曲线,发电计划,调峰,优化方法

（ｄ，ｔ）≤ｐ（ｄ，ｔ）（１－η（ｄ））≤ｐ－ｅ（ｄ，ｔ）（２４）式中：ｐ－ｅ（ｄ，ｔ）和ｐ－ｅ（ｄ，ｔ）分别为直流受端电网接纳直流线路ｄ的功率的安全上、下限，在本文研究中通过根据直流受端电网接纳能力分析来获龋２考虑直流调峰的日前发电计划优化方法跨区直流计划的优化调整需同时考虑送端电网与受端电网的运行约束条件。本文提出两阶段日前发电计划优化方法来优化编制送端电网的跨区直流计划和日前发电计划，如图３所示。首先根据受端电网负荷平衡、机组运行、电网安全和备用需求约束分析受端电网的接纳直流计划的安全最大、最小接纳能力曲线；然后，综合考虑直流计划调整、送端电网负荷平衡、机组运行和新能源出力等约束条件，以节能发电和新能源消纳最大为目标，进行送端电网直流外送计划、新能源和常规能源日前机组组合和发电计划协调优化编制。图３考虑直流调峰的日前发电计划优化方法Ｆｉｇ．３Ｄａｙ－ａｈｅａｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｗｉｔｈａｄｊｕｓｔａｂｌｅｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ（ＨＶＤＣ）ｐｌａｎ２．１受端电网直流接纳能力分析受端电网接纳能力分析的目的是得到受端电网安全的各时段接纳直流计划安全上、下限值，本文基于ＳＣＥＤ模型，以直流受入电量最大、最小为优化目标，进行受端电网直流接纳能力分析，分析过程不考虑受端电网机组组合计划的变化。１）目标函数直流接纳安全下限分析目标为所有时段直流受入电量Ｆ最小，即ｍｉｎＦ＝∑Ｔｔ＝１∑Ｑｄ＝１ｐ（ｄ，ｔ）Ｈ（ｔ）（２５

【参考文献】