[00359385]含大规模风电接入的电网发电调度模式与关键性技术研究与应用

随着“十二五”期间大规模风电等新能源并网发电，风电的间歇性、随机性和波动性使山东电网面临备用预留、系统调峰、系统调频等一系列技术难题，电网运行的安全性、经济性受到极大挑战。为此，迫切需要研究含大规模风电接入的电网发电调度模式和关键技术，提出新型调度计划决策模式、模型与方法，开发相应的实用化应用系统，为山东电网安全经济运行提供理论与技术支撑。项目主要研究内容如下：提出以区间数描述风电出力的波动特性，建立了综合考虑抽水蓄能、常规火电、风电等多种电源、内嵌考虑电网基态和N-1安全约束的全景日前发电计划优化模型。基于风电期望出力的大概率事件制定发电计划，提升电网运行经济性；同时，预留适应未来风电波动极端运行场景等小概率事件的优化调度空间，确保电网的安全性，从而以最小成本的方式实现发电调度的风险预防预控。使常规机组的出力调整能够实现不同场景之间的平稳过渡，全面提升了电网对风电波动的包容性。提出日内滚动发电计划的电量完成进度滚动协调模式。根据负荷预测与机组已完成电量动态分配剩余时段各机组的目标电量，以实现机组电量完成进度的滚动协调，在风电波动情况下提升调度的公平性。提出了日内滚动发电计划的风电消纳成本控制模式，优化风电消纳成本控制策略，将给定风电波动区间变为柔性约束，在一定消纳成本下允许适量弃风，提升了电网消纳风电的灵活性与经济性。提出信息无损的关键场景识别方法，能够包络风电出力极端场景，解决了全景发电计划的“组合爆炸”难题，在保证得到最优解的前提下，极大地提升了发电计划的编制效率；提出基于起作用约束的闭环安全校核方法，智能辨识及动态添加起作用安全约束，进一步提高了发电计划编制效率。对于广域分布的风电场，建立风电场与山东电力调度控制中心的场网信息互动平台、风电场考核系统、风电月度电量预测系统和风电场远程实时监控系统，设计了风电场综合评估指标体系，为风电场数据申报、计划数据下发、计划执行情况考核提供了技术支撑，提升了风电场运行管理的科学化、规范化水平。在理论研究基础上开发了相应的技术支持系统，于2013年1月在山东电力调度控制中心及省内并网风电场投入使用，系统投运以来运行平稳可靠，取得了显著的经济效益、节能环保效益与社会效益。该项目是电网智能调度的重要创新，实现了大规模风电的全额消纳、抽蓄-火-风的协调控制、闭环有功调度安全校核、风电及负荷变化实时跟踪、日计划电量偏差的自校正，全面提升了山东省消纳大规模风电的能力，为山东省创造了显著的经济效益、节能减排效益和社会效益。依据该项目的研究成果获得授权国家发明专利2项、计算机软件著作权1项，在国内外高水平期刊和国际会议发表论文10篇，其中SCI收录4篇，EI收录6篇。2013年6月2日，通过了国家电网公司组织的科技成果验收，验收委员会认为该项目研究成果处于国际先进水平，在省级及以上电网具有很高的推广价值。