含风电电力系统经济调度Wait-and-See模型的对比分析

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.010

摘要/Abstract

摘要：

为了更好地选择计及风电随机特性的电力系统调度计划模型，引入了3种基于风电场景的经济调度wait-and-see模型进行对比分析。从目标函数入手，对比分析“尽可能接近风电均值”和“调度计划调整量最小”这2种目标函数的差异。基于功率平衡方程，推导了3种模型制定的调度计划在应对实际可能发生的风电场景时的调节能力以及调整幅度，并进行了对比分析。最后，以IEEE 24节点系统为仿真算例，从运行成本、调节能力、调整幅度、弃风量等方面，对3种模型的仿真结果进行对比分析。分析结果表明：以调整量最小为目标的模型在鲁棒性、经济性、计算速度等方面相对于其他两个模型具有明显优势。所提供的3种经济调度模型以及对比分析结果可为运行人员灵活选择含有风电的电力系统调度计划优化模型提供参考。

关键词: wait-and-see模型, 经济调度, 调度计划, 风电场景, 随机特性

Abstract:

To make a better choice of the model of the power system dispatching plan with the random characteristics of wind power， this paper compares three economic dispatch wait-and-see models based on wind power scenario. The difference between two kinds of objective functions are compared and analyzed， which are ‘the minimum distance to the mean of wind power’ and ‘the minimum adjustment amount of dispatching plan’. Based on the power balance equation， we deduce and compare the dispatching plans obtained by three models and the regulation ability and adjustment amount for coping with the actual possibility of wind farm scenarios. Finally， taking the IEEE 24 node system as the example， we compare and analyze the simulation results of three models from the aspects of operating cost， adjusting ability， adjusting range， abandoning air volume， and so on. The analysis results show that the model with the minimum adjustment as objective has obvious advantages in robustness， economy and computation speed compared with other two models. The proposed three economic dispatch models and the comparative analysis results can provide important references for the dispatching plan optimization of the wind power system scheduling schemes.

Key words: wait-and-see model, economic dispatch, dispatching plan, wind power scenario, random characteristics

中图分类号:

TM 61

黎静华，朱敦麟，潘毅. 含风电电力系统经济调度Wait-and-See模型的对比分析[J]. 电力建设, 2016, 37(6): 62-69.

LI Jinhua， ZHU Dunlin， PAN Yi. Comparative Analysis of Wait-and-See Model for Economic Dispatch of Wind Power System[J]. Electric Power Construction, 2016, 37(6): 62-69.

参考文献

［1］黎静华，桑川川.能源综合系统优化规划与运行框架［J］.电力建设，2015，36（8）：41-48.
LI Jinghua，SANG Chuanchuan.Discussion on optimal planning and operation framework for integrated energy system［J］.Electric Power Construction，2015，36（8）：41-48.
［2］杨佳俊，雷宇，龙淼，等.考虑风电和负荷不确定性的机组组合研究［J］.电力系统保护与控制，2014，42（3）：63-70.
YANG Jiajun，LEI Yu，LONG Miao，et al.Study of unit commitment considering the uncertainty of wind farm and load［J］.Power System Protection and Control，2014，42（3）：63-70.
［3］张步涵，邵剑，吴小珊，等.基于场景树和机会约束规划的含风电场电力系统机组组合［J］.电力系统保护与控制，2013，41（1）：127-135.
ZHANG Buhan，SHAO Jian，WU Xiaoshan，et al.Unit commitment with wind farms using scenario tree and chance-constrained programming ［J］.Power System Protection and Control，2013，41（1）：127-135.
［4］于佳，任建文，周明.基于机会约束规划的风-蓄联合动态经济调度［J］.电网技术，2013，37（8）：2116-2122.
YU Jia，REN Jianwen，ZHOU Ming.A chance-constrained programming based dynamic economic dispatch of wind farm and pumped-storage power station［J］.Power System Technology，2013，37（8）：2116-2122.
［5］LI J H，WEN J Y，CHENG S J，et al.Minimum energy storage for power system with high wind power penetration using p-efficient point theory ［J］.Science China Information Sciences，2014，57（12）：2475-2486.
［6］LIU X，XU W.Economic load dispatch constrained by wind power availability：A here-and-now approach［J］.IEEE Transactions on Sustainable Energy，2010，1（1）：2-9.
［7］WANG Q，WANG J，GUAN Y.Wind power bidding based on chance-constrained optimization［C］//IEEE Power and Energy Society General Meeting.San Diego：IEEE，2011：1-2.
［8］LIU X.Economic load dispatch constrained by wind power availability：A wait-and-see approach［J］.IEEE Transactions on Smart Grid，2010，1（3）：347-355.
［9］徐秋实，邓长虹，赵维兴，等.含风电电力系统的多场景鲁棒调度方法［J］.电网技术，2014，38（3）：653-661.
XU Qiushi，DENG Changhong，ZHAO Weixing，et al.A multi-scenario robust dispatch method for power grid integrated with wind farms［J］.Power System Technology，2014，38（3）：653-661.
［10］黎静华，韦化，莫东.含风电场最优潮流的Wait-and-See 模型与最优渐近场景分析［J］.中国电机工程学报，2012，32（22）：15-23.
LI Jinghua，WEI Hua，MO Dong.A symptotically optimal scenario analysis and wait-and-see model for optimal power flow with wind power［J］.Proceedings of the CSEE，2012，32（22）：15-23.
［11］谢敏，闫圆圆，刘明波，等.含随机风电的大规模多目标机组组合问题的向量序优化方法［J］.电网技术，2015，39（1）：215-222.
XIE Ming，YAN Yuanyuan，LIU Mingbo，et al.A vector ordinal optimization method for large-scale multi-objective unit commitment considering stochastic wind power generation［J］.Power System Technology，2015，39（1）：215-222.
［12］李嘉，何光宇，刘锋，等.考虑风电出力不确定性与半绝对离差风险的机组组合模型［J］.电力建设，2014，35（12）：46-53.
LI Jia，HE Guangyu，LIU Feng，et al.Unit commitment model considering uncertain wind power and lower semi-absolute deviation risk ［J］.Electric Power Construction，2014，35（12）：46-53.
［13］黎静华，文劲宇，程时杰，等.考虑多风电场出力Copula 相关关系的场景生成方法［J］.中国电机工程学报，2013，33（16）：30-36.
LI Jinghua，WEN Jinyu，CHENG Shijie，et al.A scene generation method considering copula correlation relationship of multi-wind farms power［J］.Proceedings of the CSEE，2013，33（16）：30-36.
［14］SURENDER REDDY S，BIJWE P R，ABHYANKAR A R.Real-time economic dispatch considering renewable power generation variability and uncertainty over scheduling period［J］.Systems Journal IEEE， 2015，9（4）: 1440-1451.
［15］董晓天，严正，冯冬涵，等.计及风电出力惩罚成本的电力系统经济调度［J］.电网技术，2012，36（8）：76-80.
DONG Xiaotian，YAN Zheng，FENG Donghan，et al.Power system economic dispatch considering penalty cost of wind farm output［J］.Power System Technology，2012，36（8）：76-80.
［16］VILLANUEVA D，FEIJO A，PAZOS J L.Simulation of correlated wind speed data for economic dispatch evaluation［J］.IEEE Transactions on Sustainable Energy，2012，3（1）：142-149.
［17］翁振星，石立宝，徐政，等.计及风电成本的电力系统动态经济调度［J］.中国电机工程学报，2014，34（4）：514-523.
WENG Zhenxing，SHI Libao，XU Zheng，et al.Power system dynamic economic dispatch incorporating wind power cost［J］.Proceedings of the CSEE，2014，34（4）：514-523.
［18］JABR R，PAL B C.Intermittent wind generation in optimal power flow dispatching［J］.Generation，Transmission & Distribution，IET，2009，3（1）：66-74.
［19］ZHANG S，SONG Y，HU Z，et al.Robust optimization method based on scenario analysis for unit commitment considering wind uncertainties［C］//IEEE Power and Energy Society General Meeting.San Diego：IEEE，2011：1-7.
［20］WANG J，SHAHIDEHPOUR M，LI Z.Security-constrained unit commitment with volatile wind power generation［J］.IEEE Transactions on Power Systems，2008，23（3）：1319-1327.
［21］高红均，刘俊勇，刘继春，等.基于坏场景集的含风电机组组合模型［J］.电力系统保护与控制，2013，41（10）：27-32.
GAO Hongjun，LIU Junyong，LIU Jichun，et al.The unit commitment with wind power based on the bad scenario set［J］.Power System Protection and Control，2013，41（10）：27-32.
［22］张晓辉，闫柯柯，卢志刚，等.基于场景概率的含风电系统多目标低碳经济调度［J］.电网技术，2014，38（7）: 1835-1841.
ZHANG Xiaohui，YAN Keke，LU Zhigang，et al.Scenario probability based multi-objective optimized low-carbon economic dispatching for power grid integrated with wind farms［J］.Power System Technology，2014，38（7）：1835-1841.
［23］LI Jinghua，FANG Jiakun，WEN Jinyu，et al.Optimal trade-off between regulation and wind curtailment in the economic dispatch problem［J］.CSEE Journal of Power and Energy Systems.2015，1（4）：37-45.
［24］LI Jinghua，LAN Fei， WEI Hua.A scenario optimal reduction method for wind power time series ［J］.IEEE Transactions on Power Systems， 2016， 31（2）：1657-1658.

[1]	朱旭, 杨军, 李高俊杰, 董旭柱, 刘首文. 计及虚拟储能系统的区域综合能源系统优化调度策略[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 99-110.
[2]	张志荣，邱晓燕，孙旭，任昊，张明珂. #br# 协调柔性负荷与储能的交直流配电网经济优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 116-123.
[3]	王雅丽，刘洪，赵娟，郭玥，张成昊，韩长占，刘梦怡. 基于网络重构和电热联合需求响应的配电网安全经济调度[J]. 电力建设, 2019, 40(4): 90-97.
[4]	姜立超，刘洋，沈晓东，杨军峰，李旻，张宏图，王长浩. 考虑风电并网和电量分解的月度机组组合模型[J]. 电力建设, 2019, 40(12): 30-37.
[5]	吴嘉豪，曾成碧，苗虹. 计及子区域间能量交换的多区域综合能源系统协调经济调度[J]. 电力建设, 2019, 40(11): 39-47.
[6]	周步祥，黄家南，黄振刚，张百甫，张烨. 基于改进TLBO算法的电力系统区间经济调度[J]. 电力建设, 2018, 39(9): 105-111.
[7]	宫建锋，曹雨晨，屈高强，刘洪，靳盘龙. 基于全局优化和多主体博弈的微网日前电热联合经济调度[J]. 电力建设, 2018, 39(12): 22-30.
[8]	帅航，艾小猛，仉梦林，杨立滨，李湃，乐零陵，方家琨，文劲宇. 需求响应下基于近似动态规划的气电联合系统经济调度[J]. 电力建设, 2018, 39(11): 1-9.
[9]	刘然，赵洪山. 考虑污染物排放约束的传统电厂与虚拟电厂间环境经济调度模型[J]. 电力建设, 2017, 38(9): 53-.
[10]	谢敏，杜余昕，程培军，胡昕彤，刘明波. 电力系统动态经济调度优化问题的膜计算方法[J]. 电力建设, 2017, 38(6): 1-.
[11]	易琛，任建文，戚建文. 考虑需求响应的风电消纳模糊优化调度研究[J]. 电力建设, 2017, 38(4): 127-.
[12]	殷伟，童勤毅，徐洋，王亮，董树锋，何仲潇. 考虑设备全生命周期成本的工厂多能微网经济调度策略[J]. 电力建设, 2017, 38(12): 97-.
[13]	刘旭，杨德友，孟涛，张旺，刘曦，姜明磊. 计及需求响应的含风电场日前两阶段动态环境经济调度[J]. 电力建设, 2016, 37(9): 146-.
[14]	孙凯华，韩冬，严正，马骏宇. 气电热联供网络规划与运行联合优化[J]. 电力建设, 2016, 37(4): 22-28.
[15]	赵猛，丁晓群，刘远龙，王萍. 考虑负荷中断的微网并网经济调度[J]. 电力建设, 2016, 37(4): 57-62.