基于含风电电力系统运行可靠性的优化调度

基于含风电电力系统运行可靠性的优化调度

毛锦成

(新疆伊犁库克苏河水电开发有限公司新疆伊宁835000)

摘要：世界的新格局是大力发展经济，因此对于地球资源的消耗越来越多，生态环境受到了严重的污染。人们逐渐重视清洁能源的应用。在这种大环境之下含风电电力系统受到了越来越多的人关注，在电力系统中得到了有效的应用，使我国的环境污染的问题得到了有效的解决。目前含风电电力系统在诸多发电厂中得到了有效的应用，在运行过程中最为主要的因素是含风电电力系统的可靠性问题。为了使风力发电能够为人们的生活正常的供电，电力调配部门在含风电电力系统的运行前需要对系统运行可靠性进行深入的研究，强化系统的功能。分析配电网在风电加入过程中受到的影响，根据实践建立起优化调度系统，使得我国含风电电力系统可靠性得到了有效的提升。

关键词：含风电电力系统；运行可靠性；优化调度

随着我国社会体制的不断完善，越来越多的企业得到了迅速的发展，人们的生活水平得到了有效的提高，对于电能的需求也越来越大，我国的电力系统无法满足人民对于电力的需求。另一方面我国为了迅速的发展，对于环境的破坏越来越严重，国家发布环保政策“绿水青山就是金山银山”。这对于传统的火力发电业带来了严重的阻碍。我国的电力市场一度出现紧张局面，为使电力系统运行具有较高的可靠性，我国开始采用清洁能源、可再生能源进行发电，并且取得了良好的成果，有效地控制化石燃料发电给环境带来了恶劣影响。在诸多的清洁能源发电中，风力发电在我国的应用范围最广，因此对于含风电电力系统运行可靠性的研究就显得尤为重要。

一、含风电电力系统运行可靠性

1.1含风电电力系统运行可靠性概述

世界各国为了提高经济，对于能源的消耗越来越大，造成短时间内的能源危机。并且能源物质的燃烧对于环境的破坏越来越严重。因此许多国家开始利用清洁能源，而作为常见的清洁能源有太阳能、风能、水能，本文主要对风能的开发利用以及风电的并网运行进行分析和探讨。风能作为一种可再生的清洁能源，在电力公司的调配中是优先考虑的，随后对剩下的传统机组进行调配。但是由于风电本身具有极高的不确定性和随机性，造成电能的输出不稳定，因此国内外都在台风电电力系统优化调配进行深入的研究。我国电力系统优化调配主要分为两部分：静态优化调配和动态优化调配，动态优化调配是对整个周期中各个时间段的联系进行充分的考虑，可以将整个系统的运行状况很好的反应出来。由于风电具有随机性不稳定性，所以对风功率的预测是极为重要的。

1.2含风电电力系统运行可靠性分析

电力系统的可靠性以不同的用电目的划分为两种：规划可靠性和运行可靠性。其中运行可靠性的主要目的是将可靠性判断的依据提供了运行人员进行调配决策，从而使电力系统运行的可靠性、安全性得到大幅度提升，使电力系统获得更高的经济效益。本文主要在运行可靠性方面对电力系统的优化调配方案受到风电并网的影响进行进一步的分析，风电并网取代传统能耗机组，能够有效地降低系统运行的费用。由于风电本身具有波动性和间歇性，因此利用风电并网会进一步降低系统的运行可靠性。为了能够有效降低风电并网的负面影响，就必须做好含风电电力系统的优化调配工作，也就是要在系统并入风电的时候确保各时间段具备超过或者等于系统不含风电时最低可靠性的指标。

二、电力系统优化调度模型分析

2.1优化调度模型的目标函数

可以将目标函数划分为两个部分，也就是机组启停成本和发电成本。作为一种自然资源，风电的成本量是不需要考虑的，但是风电具有极高的不稳定性，因此需要对功率进行约束主要分为以下几个方面：对功率平衡约束、发电机组的上下限输出功率约束、发电机爬坡约束、最小停运时间和最小运行时间约束、旋转备用约束。一般来说，不同系统之间对于约束具有不同的规定，需要根据系统中单机容量进行充分的考虑。

2.2电力系统优化调配受到风电并网的影响

与传统的技术相比，风电本身具有优先并网的特点，在电网系统进行优化调配的时候表现出非常明显的优势。会替代传统的并网部分机组功率，最终会对系统的优化调度结果产生影响，主要分为以下两个方面：正面影响，作为绿色可再生能源，风电对传统的机组产生替代作用，能够使系统运行费用得到有效的降低。负面影响，风电会导致系统机组的运行风险提升。风电机组运行可靠性主要包括两个指标：机组的响应风险度和投资风险度，由于风电场通常不做备用，所以需要考虑投运风险度。

三、系统优化调度方法

随着我国计算机技术以及智能人工技术迅速的发展，越来越多的智能优化算法在诸多领域得到应用，并取得了显著的成果。我国在含风电电力系统优化调配中运用了模拟退火算法、差分进化算法、蚁群算法，使我国含风电电力系统的运行优化调配工作能够更好的开展。

3.1蚁群算法

蚁群算法不仅具有解的多样性，还具备正反馈的优势。如果将随机的扰动加入到蚁群算法中，能够有效的避免全局最优解受到局部最优解的干扰。

3.2模拟退火算法

模拟退火算法能够得到更加精准的计算结果，对局部搜索算法的优点进行了充分的继承。为了可以获得优化问题的最小值，在进行实际操作的过程中，需要完成一个非常复杂的选取参数的过程，并且严格控制其中退火过程的速度。一旦任意环节出现问题，可能导致最优解发生偏离，或者延长计算时间。

3.2差分进化算法

差分进化算法在对复杂问题进行处理的时候，具有较小的难度系数，能够对随机并行问题进行专业的求解。而且在应用的过程中比较方便，且具有较快的收敛速度，这些特点使差分进化算法能够计算较大的求解规模。

四、结束语

为了减少环境污染问题的发生，需要对含风电电力系统进行优化调配，使得清洁能源能够在发电中得到更为广泛应用，提高系统运行中的可靠性。以上的方法使小区域算法能得到满足，但是许多分算法还是比较依赖模型的精确性，无法实行实时的控制。因此未来还需要寻求更加优越的调度方法，对我国的含风电电力系统进行不断的完善和研究。

参考文献

[1]许伟,肖湘宁.基于模式转换的独立微电网实时运行控制[J].电工技术学报,2019(S1).

[2]张盛炜.风-光热-水电联合系统优化调度[D].西安理工大学,2019.