計及響應隨機性的柔性負荷優(yōu)化調度策略研究.pdf

1、電力平衡是電力系統(tǒng)運行的核心問題之一。能源革命和智能電網建設正不斷給電力系統(tǒng)運行帶來新的變化，電網調控運行面臨著如何應對峰谷差日趨增大、如何保障大規(guī)模間歇性可再生能源發(fā)電的并網消納等重大挑戰(zhàn)。由于高滲透率可再生能源發(fā)電和大規(guī)模電動汽車及分布式儲能接入電網后，源側可調度、可控性變差，加之電網峰谷差的日益擴大使得電網的調峰需求不斷上升，常規(guī)電源的控制調節(jié)能力難以滿足電網運行要求，且受到經濟性制約，傳統(tǒng)的“發(fā)電跟蹤負荷”的調度運行模式不能適應

2、智能電網發(fā)展需求。因此，迫切需要開展柔性負荷調度策略研究，通過引導電源與負荷的友好互動，充分發(fā)揮各種負荷資源在不同時間尺度和不同機制下的調節(jié)潛力，實現從“源隨荷調”向“源荷互動”的革命性轉變。
　　本文圍繞柔性負荷主動參與電網運行控制必須關注負荷響應的隨機性這一關鍵問題，從四個方面開展研究工作：在建模方面，針對海量的復雜多主體柔性負荷進行響應建模研究及隨機性分析；在日內滾動調度層面，基于機會約束規(guī)劃方法研究了計及隨機響應的價格敏感

3、型柔性負荷經濟安全優(yōu)化調度策略；在實時調度層面，基于確定性響應研究了計及安全約束的柔性負荷實時優(yōu)化調度策略；在整體調控運行層面，研究了多時間尺度協(xié)調的柔性負荷調度模型與策略。論文主要工作及成果包括：
　?。?）分析了價格型、激勵型柔性負荷響應經濟特性，提出柔性負荷用電方式滿意度和互動效益滿意度指標，并在此基礎上，建立了不同主體的柔性負荷互動效益模型，提出多主體柔性負荷主動響應建模方法，基于價格彈性系數和負荷響應概率分布特性給出了價

4、格敏感型柔性負荷主動響應不確定性數學表征方法，為后續(xù)開展柔性負荷隨機優(yōu)化調度策略研究奠定了基礎。
　?。?）在柔性負荷日內滾動調度層面，針對可再生能源波動問題，研究了計及隨機響應的價格敏感型柔性負荷經濟安全優(yōu)化調度策略。首先，以負荷響應滿意度期望值最大化為目標，建立了價格敏感型柔性負荷隨機主動響應模型，將不確定性約束條件轉化成確定性約束條件，并采用粒子群算法進行求解，從風電不確定性、價格彈性系數和負荷響應量分布系數等方面研究了其對

5、主動響應量的影響；其次，在計及安全置信水平的同時也考慮關鍵斷面潮流機會約束條件，基于機會約束規(guī)劃方法建立了柔性負荷日內滾動調度模型。為滿足調度實時性要求，在隨機優(yōu)化模型求解策略中，通過靈敏度分析方法將非線性約束轉化成了線性約束，直接計算不確定性概率，大幅提升了求解效率。在某省級電網上進行仿真，驗證了模型的有效性、適應性和求解的快速性，為調度中心制定更為合理的日內源荷互動調度策略提供了有力的工具。
　?。?）在實時5分鐘超前調度層面

6、，針對負荷的無序響應可能會劣化系統(tǒng)運行而導致潮流越限、電壓越限等安全問題，研究了計及安全約束的柔性負荷優(yōu)化調度策略?；谌嵝载摵身憫Ｐ徒⒘苏{度成本模型，在綜合考慮網絡安全和柔性負荷互動響應滿意度約束的基礎上，以調度成本最小化為目標，建立實時優(yōu)化調度模型。應用靈敏度分析方法將網絡安全約束轉化為負荷節(jié)點互動響應量約束，并通過二次規(guī)劃法求解模型。以某省實際電網為例進行仿真，結果表明，基于本文所提出的策略，可利用柔性負荷實現極大降低風電棄風

7、率，同時也可保障系統(tǒng)運行在允許的安全范圍內，為含大規(guī)模風電的電力系統(tǒng)超前調度提供了一種新的有效思路。
　?。?）從整體調控運行層面，研究了多時間尺度協(xié)調的柔性負荷調度模型與策略。以引導海量分散分布的負荷側資源參與電網調控運行為目的，建立了基于多代理的柔性負荷互動響應調度技術框架?；诓┺恼摰乃枷朐O計了負荷代理競價機制和決策模型，提出了基于非合作博弈的全局最優(yōu)負荷代理分散決策方法，并研究了負荷代理報價的學習策略，通過滿意度矩陣（SD