李鵬波，羅榮鈞，牟春曉，徐建政

(1．山東大學(xué)電氣工程學(xué)院，山東濟(jì)南250061;2．山東省電力公司淄博供電公司，山東淄博255000)

基于機(jī)組組合的風(fēng)電消納能力研究

李鵬波1，羅榮鈞2，牟春曉1，徐建政1

(1．山東大學(xué)電氣工程學(xué)院，山東濟(jì)南250061;2．山東省電力公司淄博供電公司，山東淄博255000)

電力系統(tǒng)消納風(fēng)電能力的準(zhǔn)確掌握，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)劃以及輔助實(shí)際運(yùn)行的調(diào)度決策意義重大。風(fēng)電消納的效率分析給電網(wǎng)高效利用風(fēng)電提供了理論支持，風(fēng)電消納效率主要是用來(lái)衡量扣除電網(wǎng)消納風(fēng)力發(fā)電的成本后，風(fēng)電對(duì)于電網(wǎng)凈減排的貢獻(xiàn)率。本文以目前我國(guó)的電源結(jié)構(gòu)作為切入點(diǎn)，采用機(jī)組組合的生產(chǎn)模擬方法，從成本上分析了電網(wǎng)消納風(fēng)電的費(fèi)用構(gòu)成?；诙我?guī)劃模型，從理論上推導(dǎo)出了電網(wǎng)消納風(fēng)電效率與系統(tǒng)運(yùn)行方式、機(jī)組參數(shù)和電網(wǎng)消納風(fēng)能比例等因素有關(guān)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了理論的有效性和實(shí)用性。

風(fēng)電消納效率;機(jī)組組合;生產(chǎn)模擬;二次規(guī)劃

1 引言

風(fēng)能資源是清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電是目前新能源發(fā)電中技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化開(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一［1，2］。積極開(kāi)發(fā)利用風(fēng)電，對(duì)增加中國(guó)能源供應(yīng)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等具有重要意義。但是由于風(fēng)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、不確定性的特點(diǎn)，使得大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的消納問(wèn)題成為制約風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題［3］。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全國(guó)棄風(fēng)電量高達(dá)200億kW·h，按照現(xiàn)行風(fēng)電電價(jià)的最低標(biāo)準(zhǔn)0.51元/(kW·h)計(jì)算，僅2012年棄風(fēng)總損失就高達(dá)100億元。出現(xiàn)大量“棄風(fēng)”現(xiàn)象的主要原因之一就是電網(wǎng)規(guī)劃與風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)?，F(xiàn)有研究多聚焦于單個(gè)因素的獨(dú)立分析，例如單獨(dú)分析調(diào)峰、備用等因素引起的消納能力。對(duì)于電源結(jié)構(gòu)既定的電力系統(tǒng)而言，需要從電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行需求出發(fā)，研究考慮多種因素并存時(shí)的消納能力評(píng)估方法。風(fēng)電與火電機(jī)組的協(xié)調(diào)運(yùn)行，使得電網(wǎng)整體能耗最低是優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行的重要目標(biāo)。國(guó)內(nèi)外的科研人員很早就注意到了這一問(wèn)題，并建立了一系列綜合考慮風(fēng)電的機(jī)組組合模型，這些模型重點(diǎn)研究了風(fēng)電隨機(jī)性、不確定性的建模方法，如機(jī)組組合模型［4，5］、采用模糊數(shù)學(xué)建立模型［6，7］、采用機(jī)會(huì)約束規(guī)劃建模［7］、基于備用容量修正方法［8-10］、計(jì)及風(fēng)險(xiǎn)理論［11］模型等。研究表明風(fēng)電利用過(guò)程中可能引起常規(guī)電源的消納效率下降。文獻(xiàn)［12-14］指出合理評(píng)估風(fēng)電價(jià)值是風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)調(diào)度中的一個(gè)核心問(wèn)題，因此在發(fā)電調(diào)度中有必要綜合考慮發(fā)電廠節(jié)能和減排兩重目標(biāo)。風(fēng)電自特性、系統(tǒng)備用水平、電網(wǎng)傳輸能力、系統(tǒng)負(fù)荷特性、風(fēng)電并網(wǎng)等因素影響并制約著風(fēng)電消納能力。建立科學(xué)的消納能力評(píng)估方法，有助于風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)劃，更可以輔助實(shí)際運(yùn)行中的調(diào)度決策。

本文基于一個(gè)全新的視角，揭示影響風(fēng)電消納能力的關(guān)鍵要素。綜合考慮火電和風(fēng)電的發(fā)電技術(shù)特性、電力和熱力負(fù)荷平衡以及旋轉(zhuǎn)備用容量等約束，建立了電網(wǎng)風(fēng)電消納效率分析的數(shù)學(xué)模型。

基于上述分析，本文對(duì)我國(guó)電網(wǎng)風(fēng)電利用效率的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行了深入研究。本文立足于風(fēng)力發(fā)電的凈減排貢獻(xiàn)率，使用基于機(jī)組組合的模擬方法，得出了開(kāi)機(jī)方式、機(jī)組啟停、火電機(jī)組工作點(diǎn)改變等不同的機(jī)組運(yùn)行方式下電網(wǎng)消納風(fēng)電能力的變化規(guī)律。最后以我國(guó)某風(fēng)電大省為實(shí)際案例，應(yīng)用模型模擬分析該省風(fēng)電消納能力，通過(guò)算例仿真驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的合理性。

2 風(fēng)電消納效率分析模型

2.1 風(fēng)電消納效率定義

本文采用“風(fēng)電消納效率”這項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量扣除附加調(diào)節(jié)成本后的風(fēng)電對(duì)于電網(wǎng)的凈減排貢獻(xiàn)率。從數(shù)學(xué)角度，可以用式(1)來(lái)計(jì)算:

式中，λ為風(fēng)電消納效率;C0、C1為引入風(fēng)電前后，給定時(shí)段內(nèi)系統(tǒng)總的發(fā)電煤耗;GL、Gw分別為總的發(fā)電量和風(fēng)電發(fā)電量。

λ＞1意味著系統(tǒng)消納1度風(fēng)電可以獲得超過(guò)火電機(jī)組發(fā)1度電的煤耗節(jié)省;反之，則說(shuō)明系統(tǒng)利用1度風(fēng)電并不能等同減少1度火電的損耗，需要付出一部分用以調(diào)節(jié)的附加煤耗。系統(tǒng)在極端情況下也可能出現(xiàn)負(fù)效率(λ＜0)，此時(shí)應(yīng)果斷棄風(fēng)，因?yàn)殡娋W(wǎng)消納風(fēng)電的附加調(diào)節(jié)成本已超過(guò)其節(jié)煤效益。

2.2 優(yōu)化模擬

風(fēng)火協(xié)調(diào)優(yōu)化模擬主要是采用機(jī)組組合(Unit Commitment，UC)模型?；赨C估測(cè)風(fēng)電消納效率的方法為:在同樣負(fù)荷水平下、用同樣的計(jì)量方法，分別計(jì)算引入風(fēng)電前后的煤耗，然后代入式(1)求得風(fēng)電消納效率。

在傳統(tǒng)機(jī)組組合模型中，設(shè)有N臺(tái)機(jī)組參與優(yōu)化，PG(t)=［PG1(t)，PG2(t)，…，PGN(t)］T。運(yùn)行優(yōu)化問(wèn)題以發(fā)電成本最低，可以描述為:

式中，C0表示總發(fā)電成本;Cf(PG)表示燃料成本; Cs(PG)表示啟停成本，全都折算成煤耗;通常γCa(PG)僅用作輔助優(yōu)化問(wèn)題求解采用;g(PG)表示總發(fā)電量;PL為總負(fù)荷預(yù)測(cè)值，含負(fù)荷和網(wǎng)損兩部分;不等式約束h(PG)通常用來(lái)表示最低開(kāi)機(jī)容量、爬坡率、備用、機(jī)組容量的上下限等，具體可參考文獻(xiàn)［15］。

在指定時(shí)段［T0，T1］上，系統(tǒng)燃料成本為:

式中，N為系統(tǒng)中火電機(jī)組的數(shù)目;PGi為機(jī)組i有功出力;ffi是機(jī)組i的耗量特性函數(shù)，通?？梢圆捎靡淮吻€:

式中，bi、ci為火電機(jī)組i耗量特性系數(shù)。系統(tǒng)啟動(dòng)成本為:

式中，tik為機(jī)組i第k次開(kāi)機(jī)的時(shí)間;τ(t)表示延時(shí)函數(shù)，定義為:

fsi是機(jī)組i啟動(dòng)成本，折算成煤耗，其隨時(shí)間變化為:

式中，si0為冷啟動(dòng)煤耗;Ti為啟動(dòng)時(shí)間常數(shù)。

式(5)～式(7)中的泛函問(wèn)題在實(shí)際計(jì)算中通常需要進(jìn)行離散化處理，并且把啟停成本、二次耗量特性等非線性函數(shù)進(jìn)行分段線性化，把原問(wèn)題簡(jiǎn)化為混合線性整數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。日前優(yōu)化采用每十五分鐘一段，式(2)變?yōu)?

關(guān)于求解算法的細(xì)節(jié)介紹可以參考文獻(xiàn)［16］。

風(fēng)力發(fā)電自身沒(méi)有煤耗，因此不會(huì)增加式(5)中優(yōu)化目標(biāo)，然而風(fēng)電并網(wǎng)將會(huì)替代一部分火電，且需要增加旋轉(zhuǎn)備用，故約束條件會(huì)有所改變。

系統(tǒng)負(fù)荷扣除風(fēng)電出力后，由常規(guī)機(jī)組承擔(dān)的剩余負(fù)荷稱為等效負(fù)荷。對(duì)于常規(guī)機(jī)組而言，其承擔(dān)的實(shí)際負(fù)荷即為等效負(fù)荷。分析系統(tǒng)可消納風(fēng)電的問(wèn)題可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉治龀Ｒ?guī)機(jī)組群可消納等效負(fù)荷的問(wèn)題。

本文中，把風(fēng)電按“負(fù)”的負(fù)荷處理，用負(fù)荷預(yù)測(cè)值Pl減去風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)值Pw作為“凈”負(fù)荷量的預(yù)測(cè)值Pn，即:

為消納風(fēng)電增加的旋轉(zhuǎn)備用和爬坡備用等用式(10)表示:

式中，h(PG)為消納風(fēng)電系統(tǒng)所增加的旋轉(zhuǎn)備用; h'(PG)為消納風(fēng)電系統(tǒng)所增加的爬坡備用。

3 電網(wǎng)消納風(fēng)電效率原理

影響風(fēng)電消納效率的人為因素包括風(fēng)電的預(yù)測(cè)功率、調(diào)度優(yōu)先權(quán)和其誤差信息的利用方法等，客觀因素有風(fēng)電擊穿透率、電源構(gòu)成、風(fēng)電波動(dòng)性強(qiáng)弱程度等。然而從本質(zhì)上來(lái)看，所有因電網(wǎng)消納風(fēng)電而引起的煤耗變化都將通過(guò)改變火電機(jī)組的運(yùn)行方式來(lái)體現(xiàn)，因此本文從這一點(diǎn)入手進(jìn)行探討。

額外煤耗有三種主要存在形式:火電機(jī)組運(yùn)行工作點(diǎn)偏離原來(lái)工作點(diǎn)ΔC1、在線機(jī)組容量的改變?chǔ)2、機(jī)組啟停ΔC3，即

這三部分形式共同作用構(gòu)成風(fēng)電消納效率系數(shù):

式中，ubase為引入風(fēng)電前系統(tǒng)的單位發(fā)電煤耗。

設(shè)風(fēng)電引入前，［T0，T1］時(shí)段上共有N臺(tái)火電機(jī)組參與優(yōu)化，則:

式中，xik為機(jī)組i在第k時(shí)段上的有功出力;τik為機(jī)組i的啟停狀態(tài)，啟動(dòng)為1，反之為0;csi為啟停成本。

3.1 機(jī)組運(yùn)行工作點(diǎn)改變

假設(shè)引入風(fēng)電前后，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)方式?jīng)]有變化，系統(tǒng)在安排日前機(jī)組組合時(shí)暫不考慮風(fēng)電，實(shí)際運(yùn)行中，僅采用降低在線火電機(jī)組運(yùn)行的工作點(diǎn)來(lái)消納風(fēng)電。

用風(fēng)電代替部分火電機(jī)組時(shí)，火電機(jī)組將按耗量微增率從大到小依次減小有功出力Δxi到下限。在［T0，T1］時(shí)段，火電機(jī)組集合M下調(diào)工作點(diǎn)，代入式(1):

在每個(gè)時(shí)刻k上，代入式(11):

風(fēng)電消納效率的范圍估測(cè)為:

根據(jù)式(15)～式(17)，有如下結(jié)論:

(1)進(jìn)行消納風(fēng)電時(shí)只采用改變火電機(jī)組工作點(diǎn)方式，風(fēng)電消納效率系數(shù)始終為正;

(2)耗量微增率高的火電機(jī)組應(yīng)盡可能先被風(fēng)電代替;

(3)風(fēng)能消納比例越大，λ1越小;

(4)原發(fā)電的基準(zhǔn)煤耗ubase越大，電網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)電消納的附加成本也越高。

3.2 機(jī)組在線容量的變化

假設(shè)引入風(fēng)電前后，機(jī)組集合H由在線改為關(guān)停。這里討論風(fēng)電正好等于機(jī)組原總出力的情形。在時(shí)段［T0，T1］上有:

在線容量變化時(shí)，火電機(jī)組對(duì)風(fēng)電消納效率的影響如式(19)所示:

式(19)的意義如下:

(1)若H集合內(nèi)的機(jī)組單位產(chǎn)能成本u2高于ubase，則λ2取值大于1。

(2)從機(jī)組運(yùn)行工作點(diǎn)和機(jī)組在線容量?jī)煞N變化方式對(duì)比中可以看出，后者對(duì)風(fēng)電消納效率的改善主要表現(xiàn)在節(jié)省機(jī)組固定發(fā)電成本上面，一般在同等條件下λ2(k)比λ1(k)大，說(shuō)明減小開(kāi)機(jī)容量與壓低機(jī)組工作點(diǎn)相比，前者是更好、更高效的風(fēng)電消納方式。

3.3 機(jī)組啟停

假設(shè)T0時(shí)刻起，因風(fēng)電出力的突然減少，增加火電機(jī)組集合H。系統(tǒng)凈節(jié)能量ΔC3為:

式中，Cf、Cs分別表示引入風(fēng)電后的燃料成本和啟停成本。假設(shè)增開(kāi)機(jī)組后，系統(tǒng)的開(kāi)機(jī)容量和運(yùn)行工作點(diǎn)恰好恢復(fù)到?jīng)]有風(fēng)電引入時(shí)狀態(tài)，則C0= Cf。此時(shí)，風(fēng)電消納效率為:

可以看出，機(jī)組啟停引起的是凈成本，啟停次數(shù)的增加是造成風(fēng)電調(diào)節(jié)成本上升的主要因素。

4 風(fēng)電與火電協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)理

風(fēng)電的波動(dòng)場(chǎng)景和風(fēng)電穿透率決定了第3節(jié)三種情形在實(shí)際電網(wǎng)中哪種因素起主導(dǎo)作用。

最常見(jiàn)的情形是改變運(yùn)行工作點(diǎn)，在該情形下，主要由耗量微增率原理決定風(fēng)電消納效率變化。這種情況下，雖然風(fēng)電消納效率有所波動(dòng)，但整體上是穩(wěn)定的，即使需要付出額外的附加煤耗來(lái)消納風(fēng)電，但其所占比例非常小。然而僅依靠改變運(yùn)行工作點(diǎn)方式，風(fēng)電消納存在消納瓶頸。

在線容量變化與機(jī)組啟停方式能夠引起風(fēng)電消納效率迅速變化，取得在線容量變化和機(jī)組啟停方式的平衡是電網(wǎng)有效利用風(fēng)電的關(guān)鍵問(wèn)題。盡管風(fēng)電消納效率可通過(guò)減小在線機(jī)組容量來(lái)顯著提高，但是仍避免不了風(fēng)電的波動(dòng)性，原始在線機(jī)組容量不足將會(huì)引起機(jī)組啟停次數(shù)上升，成本急劇增加。

假設(shè)［T0，T1］時(shí)段上被關(guān)停某機(jī)組在T1時(shí)刻啟動(dòng)，綜合考慮機(jī)組完全冷啟動(dòng)和風(fēng)電消納效率的臨界條件:

由式(21)和式(22)，通過(guò)［T0，T1］時(shí)段上關(guān)停機(jī)組所節(jié)省煤耗ΔC2和T1時(shí)刻增加的啟動(dòng)成本Cs之間的大小比較決定了風(fēng)電能否真正起到節(jié)能減排的效果。為消納風(fēng)電而改變火電機(jī)組啟停方式的臨界條件為:

此臨界條件也是高風(fēng)電穿透率情況下煤電占優(yōu)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的基本理論依據(jù)，這里稱之為成本平衡原理。

5 算例仿真

5.1 仿真說(shuō)明

風(fēng)電采用美國(guó)東部若干風(fēng)場(chǎng)春季實(shí)際數(shù)據(jù)，其特征與我國(guó)季風(fēng)性氣候相似。分別對(duì)低(6.81%)、中(16.30%)、高(28.17%)三種穿透率下(風(fēng)電穿透率=風(fēng)電額定裝機(jī)容量/峰值負(fù)荷)的情形進(jìn)行仿真。

對(duì)三種情形各69個(gè)樣本分別計(jì)算單日UC，獲得收斂樣本186個(gè)。統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)總成本、火電機(jī)組燃料成本、機(jī)組啟停次數(shù)、在線機(jī)組容量等運(yùn)行信息，并計(jì)算風(fēng)電消納效率及以下指標(biāo):

風(fēng)能利用比例α為:

電網(wǎng)單位產(chǎn)能成本Cg($/(kW·h))為:

火電機(jī)組單位產(chǎn)能成本Cu($/(kW·h))為:

5.2 結(jié)果分析

把風(fēng)電引入前的情形看作各指標(biāo)的比對(duì)基準(zhǔn)，仿真結(jié)果如表1所示。

表1 比對(duì)基準(zhǔn)主要指標(biāo)Tab．1Indices of base case

從仿真中結(jié)果中可以看出，隨著運(yùn)行工作點(diǎn)升高各機(jī)組的單位發(fā)電成本逐漸下降。1號(hào)機(jī)組靈活性高、容量小，是機(jī)組組合模擬中最常見(jiàn)的調(diào)節(jié)機(jī)組，但其單位成本也是最高的。因此在其余在線機(jī)組容量充足的情況下，它總是運(yùn)行在較低的工作點(diǎn)上。

仿真中風(fēng)能利用的情況如圖1所示，圖1給出了風(fēng)能利用比例α從小到大排序及樣本分布的情況。

圖1 算例中的風(fēng)能利用情況Fig．1Wind energy utilization in test cases

系統(tǒng)總的燃料成本、總的發(fā)電成本隨風(fēng)能利用增加的變化趨勢(shì)如圖2所示。可以看出，系統(tǒng)總成本呈局部波動(dòng)、整體線性遞減的趨勢(shì)，電網(wǎng)的單位產(chǎn)能成本也隨之線性下降。電網(wǎng)發(fā)電成本仍然以燃料成本為主，而啟停成本相對(duì)所占比例則較小。提高風(fēng)電消納的比例在大趨勢(shì)上對(duì)于節(jié)能減排還是有利的。

相比較而言，火電機(jī)組的單位發(fā)電成本則較為復(fù)雜，如圖3所示。從整體上講，隨著風(fēng)能利用的增加，火電機(jī)組的單位發(fā)電成本上升，這是消納風(fēng)電所付出的額外代價(jià)。

圖2 系統(tǒng)總發(fā)電成本曲線Fig．2Total generation cost curves

圖3 火電機(jī)組單位發(fā)電成本Fig．3Unit cost of coal electricity

隨著風(fēng)能消納比例的增加，圖4給出了風(fēng)電消納效率變化曲線，圖中所有情形為三種方式疊加在一起共同起作用時(shí)的消納效率變化情況。對(duì)應(yīng)算例的在線機(jī)組容量和機(jī)組啟停的關(guān)鍵信息見(jiàn)表2。

圖4 風(fēng)電消納效率曲線Fig．4Wind energy efficiency curves

表2 不同模式主導(dǎo)下的電網(wǎng)運(yùn)行信息Tab．2Operation information in different cases

圖4中可見(jiàn)，風(fēng)電消納效率變化可顯著分為三組:

(1)機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)改變對(duì)應(yīng)所有火電機(jī)組開(kāi)機(jī)方式不變、僅工作點(diǎn)下移的場(chǎng)景，借助式(8)可以在理論上估計(jì)風(fēng)電消納效率范圍0.876≤λ≤0.923，仿真驗(yàn)證值與理論值吻合。

(2)機(jī)組在線容量改變對(duì)應(yīng)機(jī)組啟停次數(shù)增加較少，在線機(jī)組容量減小的情形。顯然，此種情形下與運(yùn)行點(diǎn)改變的情形相比風(fēng)電消納效率顯著提高，尤其在停機(jī)的火電機(jī)組穩(wěn)燃出力和固定成本高時(shí)效果更加明顯。隨著風(fēng)能利用比例的增加，分?jǐn)偟矫慷蕊L(fēng)電上的節(jié)能紅利也將下降。

(3)機(jī)組啟停對(duì)應(yīng)風(fēng)電反調(diào)峰、機(jī)組啟停次數(shù)增加的場(chǎng)景。此時(shí)的風(fēng)電消納效率顯著低于運(yùn)行點(diǎn)改變方式，甚至還出現(xiàn)了低至0.333的最小值，風(fēng)能消納代價(jià)極其高昂。

6 結(jié)論

為應(yīng)對(duì)風(fēng)電隨機(jī)波動(dòng)特性對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響，須建立科學(xué)的風(fēng)電消納能力評(píng)估方法。電力網(wǎng)絡(luò)是影響系統(tǒng)風(fēng)電消納能力的重要因素，其制約性在實(shí)時(shí)調(diào)度中更為凸顯。本文詳細(xì)研究了風(fēng)電消納效率的變化規(guī)律，探討了風(fēng)火協(xié)調(diào)電網(wǎng)中風(fēng)電消納的若干問(wèn)題。經(jīng)過(guò)研究本文得出以下結(jié)論:首先，火電機(jī)組的運(yùn)行工作點(diǎn)、開(kāi)機(jī)容量與啟停等運(yùn)行方式的改變是主導(dǎo)風(fēng)火協(xié)調(diào)電網(wǎng)中風(fēng)電消納效率的三大因素。調(diào)整火電機(jī)組運(yùn)行工作點(diǎn)是最常見(jiàn)的情形，這時(shí)風(fēng)電消納效率雖有波動(dòng)，但整體良好，應(yīng)積極增加風(fēng)電消納。而改變開(kāi)機(jī)容量、啟停等離散調(diào)節(jié)方式則可能導(dǎo)致風(fēng)電消納效率的大幅改善或惡化，應(yīng)當(dāng)根據(jù)風(fēng)力的實(shí)際條件擇優(yōu)選擇。其次，在風(fēng)電消納比例較低時(shí)，起主導(dǎo)機(jī)理的是火電機(jī)組的等耗量微增率原理;而在風(fēng)電消納比例高時(shí)，起主導(dǎo)機(jī)理的是機(jī)組啟停成本平衡原理。再次，多時(shí)間尺度的優(yōu)化配合是實(shí)現(xiàn)煤電占優(yōu)電網(wǎng)中風(fēng)火協(xié)調(diào)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。考慮中長(zhǎng)期來(lái)風(fēng)情況，優(yōu)化大型火電機(jī)組的啟停狀態(tài);考慮短期來(lái)風(fēng)情況，在日前引入短期或者超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)，優(yōu)化機(jī)組在線工作點(diǎn)和少量靈活機(jī)組的啟停;本文依照可再生能源配額制的基本思想，構(gòu)建了包含風(fēng)電消納能力的評(píng)估體系，涵蓋了電網(wǎng)風(fēng)電消納的各個(gè)角度，并使其形成可良性運(yùn)作的整體，可實(shí)現(xiàn)高效消納風(fēng)電的目標(biāo)。

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Digestion of wind power based on unit commitment

LI Peng-bo1，LUO Rong-jun2，MOU Chun-xiao1，XU Jian-zheng1
(1．School of Electrical Engineering，Shandong University，Jinan 250061，China; 2．Zibo Power Company，Shandong Electric Power Group Corporation，Zibo 255000，China)

Accurately mastering the capability of wind power accommodation is conducive to construction planning of wind plants and provide aids to dispatching decision in actual operation．Wind energy efficiency is used to provide the theoretical support which is known as an essential index to help the power grid to accommodate wind energy more effectively．The paper takes into account the current power structure and analyzes the cost components in wind accommodation by means of unit commitment．The paper reveals how wind energy efficiency changes with the operation modes and parameters of units，and the wind utilization proportion．The results show that the rules，approaches，prediction needs are quite unique in a wind-coal intensive power grid．The paper provides theoretical evidences of wind-coal coordinating operation design．The method is significant for improving accommodated capacity of wind power and instructing power planning．The example results show the effectiveness and practicability．

capability of wind power accommodation;unit commitment;production simulation;quadratic programming

TM732

A

1003-3076(2015)08-0025-07

2013-10-25

李鵬波(1989-)，男，山東籍，碩士研究生，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制;羅榮鈞(1990-)，男，山東籍，助理工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)。