考虑风电不确定性及柔性负荷的安全约束机组组合问题研究

doi:10.3969/j.issn.1000－7229.2017.02.018

电力建设 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (2): 129-.doi: 10.3969/j.issn.1000－7229.2017.02.018

考虑风电不确定性及柔性负荷的安全约束机组组合问题研究

李禹鹏1,2，冯楠2，崔勇2，杨增辉2，王晗1，徐潇源1，严正1#br#

1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240；
2.国网上海市电力公司，上海市 200122

出版日期:2017-02-01
作者简介:李禹鹏（1986），男，硕士，主要研究方向为电力系统稳定分析、电网建设和规划；冯楠（1989），女，硕士，主要研究方向为电力系统仿真分析、电力系统优化运行；崔勇（1985），男，硕士，主要研究方向为电力系统稳定分析、电网运行仿真分析；杨增辉（1976），男，硕士，高级工程师，主要研究方向为电力系统运行分析与控制；王晗（1993），男，硕士研究生，本文通信作者，主要研究方向为电力系统优化、电力系统稳定及概率潮流；徐潇源（1989），男，博士后，主要研究方向为概率潮流，电力系统优化与稳定分析；严正（1964），男，教授，博士生导师，主要研究方向为电力系统优化运行、电力系统稳定分析及智能电网。
基金资助:
国网上海市电力公司科技项目（52094015001S）

Security Constrained Unit Commitment Problem Considering Wind Power Uncertainty and Flexible Load#br#

LI Yupeng1,2，FENG Nan2，CUI Yong2，YANG Zenghui2，WANG Han1，XU Xiaoyuan1，YAN Zheng1#br#

1. Key Laboratory of Power Transmission and Conversion, Ministry of Education
（Shanghai Jiao Tong University）, Shanghai 200240, China; 2. State Grid Shanghai
Municipal Electric Power Company, Shanghai 200122, China

Online:2017-02-01
Supported by:

摘要/Abstract

摘要： 针对风电出力的不确定性，采用基于拟蒙特卡洛（quasi-Monte Carlo，QMC）模拟的场景分析法生成风电出力初始场景，选取考虑风电预测误差较大的极限场景实现场景缩减。在不同的风电出力场景下，兼顾发电侧与需求侧柔性负荷的双侧协调配合，提出了计及柔性负荷的安全约束机组组合模型，实现了可削减负荷、可平移负荷以及可转移负荷3类柔性负荷的分类调度。通过对不同场景下10机系统的仿真计算，对比分析了需求侧柔性负荷调度对系统的经济成本、负荷峰谷差以及弃风量的影响。在考虑风电不确定性时，需求侧柔性负荷调度对提高系统经济性、缓解负荷高峰期用电压力具有重要作用，并且有利于增加风电的消纳，降低弃风电量。

关键词: 风电, 不确定性, 柔性负荷, 机组组合, 拟蒙特卡洛（QMC）模拟

Abstract: In view of the uncertainty of wind power output, based on quasi-Monte Carlo （QMC） simulation method, this paper uses the scenario analysis method to generate initial scenario of wind power output, and selects the extreme scenario including larger wind power prediction error to achieve the reduction of scenario. With different wind power output scenarios, taking into account the bilateral coordination of generation side and demand side with flexible load, this paper proposes the security constrained unit commitment model with flexible load, which can schedule three types of flexible load including curtailable load, shiftable load and transferable load. Through the simulation of different scenarios of 10 units, the influence of the demand side flexible load dispatch on the economic cost, the load peak valley difference and the exhaust air volume are analyzed and compared. Considering the uncertainty of wind power, the demand side of the flexible load scheduling plays an important role in improving the economy of the system and alleviating the peak load, and is beneficial to increase the consumption of wind power and reduce the abandoned wind power.

Key words: wind power, uncertainty, flexible load, unit commitment, quasi-Monte Carlo （QMC） simulation

中图分类号:

TM 712

李禹鹏，冯楠，崔勇，杨增辉，王晗，徐潇源，严正. 考虑风电不确定性及柔性负荷的安全约束机组组合问题研究[J]. 电力建设, 2017, 38(2): 129-.

LI Yupeng，FENG Nan，CUI Yong，YANG Zenghui，WANG Han，XU Xiaoyuan，YAN Zheng. Security Constrained Unit Commitment Problem Considering Wind Power Uncertainty and Flexible Load#br#[J]. Electric Power Construction, 2017, 38(2): 129-.

参考文献

［1］李鹏波，罗荣钧，牟春晓，等.基于机组组合的风电消纳能力研究［J］.电工电能新技术，2015, 34（8）：25-31.
LI Pengbo， LUO Rongjun，MOU Chunxiao，et al. Digestion of wind power based on unit commitment［J］.Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy，2015, 34（8）：25-31.
［2］尹明，葛旭波，王成山，等.我国风电大规模开发相关问题探讨［J］.中国电力，2010，43（3）：59-62.
YIN Ming，GE Xubo，WANG Chengshan，et al.Analysis of issues about China’s large-scale wind power［J］. Electric Power，2010，43（3）：59-62.
［3］刘旭，杨德友，孟涛，等.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）：146-154.
LIU Xu，YANG Deyou，MENG Tao，et al.Day-ahead two-stage dynamic economic emission dispatching in wind power integrated system incorporating demand response［J］.Electric Power Construction，2016，37（9）：146-154.
［4］刘吉臻，王海东，李明扬.含风电的电力系统机组组合问题研究综述［J］.电力建设，2014，35（12）：38-45.
LIU Jizhen，WANG Haidong，LI Mingyang.Review on unit commitment of power systems with wind power integration［J］.Electric Power Construction，2014，35（12）：38-45.
［5］WANG J, BOTTERUD A, BESSA R, et al. Wind power forecasting uncertainty and unit commitment［J］. Applied Energy, 2011, 88（11）: 4014-4023.
［6］艾欣，周树鹏，赵阅群.考虑风电不确定性的用户侧分时电价研究［J］.电网技术，2016，40（5）：1529-1535.
AI Xin，ZHOU Shupeng，ZHAO Yuequn.Study on time of use pricing of user side considering wind power uncertainty［J］.Power System Technology，2016，40（5）：1529-1535.
［7］刘春阳，王秀丽，吴雄.考虑蓄电池分组优化的风储系统多层次调度策略［J］.电网技术，2016, 40（10）: 3029-3037.
LIU Chunyang，WANG Xiuli，WU Xiong.A multi-layer dispatch strategy of combined wind-storage systems considering optimization of battery units［J］.Power System Technology，2016, 40（10）: 3029-3037.
［8］中华人民共和国发展和改革委员会. 国家发展改革委财政部关于完善电力应急机制做好电力需求侧管理城市综合试点工作的通知（发改运行［2015］703号）［EB/OL］.（2015-04-07）［2015-09-18］.http://www.sdpc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201504/t20150409-677004.html.
［9］王蓓蓓，李扬.面向智能电网的电力需求侧管理规划及实施机制［J］.电力自动化设备，2010，30（12）：19-24.
WANG Beibei，LI Yang.Demand side management planning and implementation mechanism for smart grid ［J］.Electric Power Automation Equipment，2010，30（12）：19-24.
［10］王蓓蓓，刘小聪，李扬.面向大容量风电接入考虑用户侧互动的系统日前调度和运行模拟研究［J］.中国电机工程学报，2013, 33（22）：35-44.
WANG Beibei，LIU Xiaocong，LI Yang.Day-ahead generation scheduling and operation simulation considering demand response in large-capacity wind power integrated systems［J］.Proceedings of the CSEE，2013, 33（22）：35-44.
［11］ZHAO C, WANG J, WATSON J P, et al. Multi-stage robust unit commitment considering wind and demand response uncertainties［J］. IEEE Transactions on Power Systems, 2013, 28（3）: 2708-2717.
［12］孙川，汪隆君，许海林.用户互动负荷模型及其微电网日前经济调度的应用［J］.电网技术，2016，40（7）：2009-2015.
SUN Chuan，WANG Longjun，XU Hailin.An interaction load model and its application in microgrid day-ahead economic scheduling［J］.Power System Technology，2016，40（7）：2009-2015.
［13］苏鹏，刘天琪，李兴源.含风电的系统最优旋转备用的确定［J］.电网技术，2010, 34（12）：158-162.
SU Peng，LIU Tianqi，LI Xingyuan.Determination of optimal spinning reserve of power grid containing wind ［J］.Power System Technology，2010, 34（12）：158-162.
［14］XING H, CHENG H, ZHANG L. Demand response based and wind farm integrated economic dispatch［J］. CSEE Journal of Power and Energy Systems, 2015, 1（4）: 37-41.
［15］黄庶，林舜江，刘明波.含风电场和抽水蓄能电站的多目标安全约束动态优化调度［J］.中国电机工程学报，2016，36（1）：112-121
HUANG Shu， LIN Shunjiang，LIU Mingbo. Multi-objective security constrained dynamic optimal dispatch with wind farms and pumped storage stations［J］.Proceedings of the CSEE，2016，36（1）：112-121.
［16］吴臻，刘军，谢胤喆，等.含风电安全约束机组组合的旋转备用优化［J］.电力系统及其自动化学报，2015，27（1）：86-91.
WU Zhen， LIU Jun，XIE Yinzhe，et al.Spinning reserve optimization in security constraint unit commitment with wind power［J］.Proceedings of the CSU-EPSA，2015，27（1）：86-91.
［17］SINGHEE A, RUTENBAR R A. Why quasi-Monte Carlo is better than Monte Carlo or latin hypercube sampling for statistical circuit analysis［J］. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 2010, 29（11）: 1763-1776.
［18］JOE S, KUO F Y. Remark on algorithm 659: implementing Sobols quasirandom sequence generator［J］. ACM Transactions on Mathematical Software （TOMS）, 2003, 29（1）: 49-57.

[1]	尚慧玉, 林鸿基, 李忠憓, 赵宏伟, 陈明辉, 阳曾, 文福拴. 计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 111-119.
[2]	方朝雄，吴晓升，江岳文. 考虑暂态稳定性的网储多目标双层优化[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 58-66.
[3]	陈曦，徐青山，杨永标. 考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 107-113.
[4]	林紫菡，蒋晨威，陈明辉，尚慧玉，赵宏伟，阳曾，王一铮，文福拴. 计及柔性负荷的综合能源系统低碳经济运行[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 9-18.
[5]	都成，魏震波. 基于模糊激励型需求响应的微电网两阶段优化调度模型[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 37-44.
[6]	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.
[7]	王李龑，许强，黄开艺，吴健，艾芊，张亚新，贾轩. 计及新能源及负荷不确定性的多能微网系统两阶段随机规划方法[J]. 电力建设, 2020, 41(4): 100-108.
[8]	黄远明, 陈青，韦薇，吴明兴，谢敏，段秦刚，刘明波. 考虑风-储参与直接交易的中长期-现货市场物理交割建模及快速求解算法[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 55-63.
[9]	贾利虎，高毅，葛磊蛟，田庄，赵高帅，张来，张海宁. 计及光热电站不确定性的CHP系统两阶段优化调度方法[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 64-70.
[10]	朱文广，张长生，熊宁，路志英，张华，肖园，熊云. 考虑综合能源站用电需求不确定性的配电网变电站机会约束规划[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 19-25.
[11]	宋杰，陈振宇，杨阳，张凯恒，张卫国，朱庆，徐青山. 考虑资源相关性和不确定性的负荷需求响应决策研究[J]. 电力建设, 2019, 40(6): 132-138.
[12]	张琪，贾燕冰，宋天昊，张佰富，郑惠萍，毛思杰. 基于多场景风险分析的含风电互联电网机组组合策略研究[J]. 电力建设, 2019, 40(5): 98-106.
[13]	邓强，詹红霞，杨孝华，梅哲，张豪，朱金龙. 直购电背景下利用储能配合旋转备用的风电并网容量优化[J]. 电力建设, 2019, 40(4): 98-109.
[14]	王晞，叶希，唐权，张玉鸿，李婷，刘万宇，李华强. 基于广义灵活性指标体系的输电网扩展规划[J]. 电力建设, 2019, 40(3): 67-76.
[15]	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.

考虑风电不确定性及柔性负荷的安全约束机组组合问题研究

Security Constrained Unit Commitment Problem Considering Wind Power Uncertainty and Flexible Load#br#

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