计及风电出力相关性和条件价值风险的电力系统概率可用输电能力评估

针对风电出力预测误差对区域间可用输电能力(ATC)评估的影响,提出一种计及风电出力相关性和条件风险价值(CVaR)的电力系统区域间ATC概率评估方法。首先,通过基于历史风电出力数据的相关系数矩阵和Copula函数,构建计及风电场出力空间相关性的风电出力预测误差概率模型;接着,基于获得的计及风电出力空间相关性的风电出力预测误差修正风电场出力预测值;然后,提出一种计及风电出力相关性和CVaR的ATC概率评估双层优化模型,下层模型以基态下发电成本和风险费用最小为目标,上层模型以极大化区域间ATC为目标,通过基态下和极限状态下机组的出力作为上下层模型间的交互信息;在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,对下层模型进行转换,将双层优化模型转换为均衡约束的数学规划(MPEC)模型;进一步,将MPEC模型转换为混合整数二阶锥规划问题,进而实现概率ATC的求解;最后,通过PJM-5节点测试系统和吉林西部电网进行算例分析,结果验证了所提方法的可行性和有效性。

基于Copula理论的风电出力相关性研究

随着大规模风电并网,同一风区内多个风电场共同运行成为常态,这就导致风电场出力有一定相关性,因此构建合适的风电出力相关性模型对于准确描述其相关特性是有必要的。建立了基于Copula理论的风电出力相关性模型,构建模型评价体系并对模型进行了拟合优度检验,并分析了所研究风电场之间的相关性特征,解决了相关性模型对变量服从线性和正态分布的依赖性。以辽北地区两座在地理位置相近的风电场作为仿真算例,仿真结果验证了所建立的模型具有很好的拟合效果和在描述风电出力相关性上的有效性、准确性及实用性。

考虑出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法

在海上风电规模化开发、集群化并网的背景下,如何回收海上风电接入系统的输电成本,公平合理地向各风电场分摊已成为目前海上风电行业亟待解决的问题。针对该问题,提出了一种考虑风电出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法。首先,利用藤Copula函数构建多个海上风电场的出力相关性模型,同时假定系统负荷需求模型服从正态分布,发电机服从0-1概率分布;然后,结合蒙特卡洛抽样和顺流概率潮流追踪法计算各海上风电场接入系统的固定成本分摊费用;最后,通过算例仿真分析,验证了所提方法的合理性和有效性。

考虑风电场出力相关性的发输电系统风险规划

风电集群出力的不确定性和相关性给电力系统规划带来了严峻挑战,为此基于D藤Pair Copula函数理论,先建立考虑风电出力相关性的多维风电场出力模型;然后综合考虑系统的可靠性和经济性,以投资成本、燃料费用、系统切负荷费用及环境成本之和最小为目标函数,建立考虑风电场出力相关性的发输电系统风险规划模型;最后从停电损失和控制代价指标两个维度,对规划方案进行评估。将所建模型和方法应用于改进的IEEE-RTS24节点系统中,结果表明所建模型能有效评估系统风险水平,提高规划方案的鲁棒性。

基于主从博弈的海上风电接入系统鲁棒规划

随着海上风电上网电价退出中央财政补贴范畴,传统的联合规划可以合理疏导海上风电接入系统投资运营成本,但是难以平衡规划中各投资运营主体的利益。针对该问题,提出基于主从博弈的海上风电接入系统鲁棒规划方法,将鲁棒优化思想和博弈思想相结合。首先,介绍接入系统的投资运营模式,构建海上风电接入系统主从博弈规划模型;然后,在此基础上,考虑海上可及性受限下接入系统的运维方式,构建上层海上风电开发商规划模型;接着,考虑风电出力波动性和相关性以及负荷增长不确定性,构建下层电力传输系统运营商两阶段鲁棒规划模型;最后,采用粒子群优化和列与约束生成算法相结合的算法求解整体模型。以某海上风电场群为例进行仿真,结果表明所提方法在保证两个投资主体利益诉求的同时,提高了规划方案的鲁棒性。