本书主要介绍了大规模风电并网的现代电力系统洁净经济调度涉及的理论和应用技术,包括高准确度风电功率多尺度预报技术、储能技术、风火电运行成本计算、大规模风电并网电力系统的调度控制技术等,结合案例阐述了电力系统洁净经济调度对于风电发展的决定性意义。通过本书,读者能够便捷地了解现代大规模风电并网电力系统洁净经济调度的进展,可为风力发电、储能技术和电力市场等相关领域的专业技术人员和政策研究人员提供参考,也可为相关专业高等院校师生的学习和研究工作提供帮助。
适读人群 :风力发电、储能技术和电力市场等相关领域的专业技术人员,电力系统专业的高等院校师生
本书归属“能源革命与绿色发展丛书”,主题针对当前大规模风电并网而引发的电力系统经济调度的若干问题,本书作者总结多年来在风力发电并网调度技术方面的研究成果。本书注重原创,将作者所在团队在国家自然科学基金中针对局部电网接入大规模风电获得的研究成果、仿真数据进行归纳总结,无论从内容结构上,还是选题内容上,均遵从由浅入深、由表及里的方法,将对广大读者有更大的帮助。
由于风电出力预测难、波动、间歇和不可控等特性,导致风电难于大规模积极、有效地调度并网,因此大规模风电并网的现代电力系统洁净经济调度成为亟待研究解决的问题。为满足广大间歇式新能源发电科技工作者的需求,我们编写了这本《现代电力系统洁净经济调度理论与应用》。
本书主要总结了新疆大学袁铁江博士/晁勤教授新能源并网技术研究团队、清华大学陈来军博士团队、国网新疆电力公司电力科学研究院、国网新疆电力公司经济技术研究院等单位多年来在风力发电并网调度技术方面的研究成果。在针对高准确度风电功率预报、利用储能平滑风电出力、风火电运行成本等影响风电并网调度关键问题研究的基础上,综合实际案例阐述了电力系统洁净经济调度对于风电发展的决定性意义,归纳出兼顾风电特性、环境保护和系统经济运行的新的电力系统调度策略。
本书的主要创新性工作体现为:构建的多尺度相互协调的调度模式不但保证了风电场计划出力能够跟踪其预报出力值,且能够自平滑风电出力预报误差、波动、间歇和反调峰等出力特性对电网的影响,在确保基于风电出力预报的风电调度计划被有效执行的同时,兼顾全网运行的经济性和安全稳定等多重优化目标,同时成功地将一个包括环境保护和经济运行等多重目标的优化问题,转化为一个类似传统电力系统经济调度的单目标优化问题;在单目标经济调度的基础上,衍生出具有实质性突破的电力系统多目标经济调度模式。通过本书,读者能够便捷地了解现代大规模风电并网电力系统洁净经济调度的新进展,为未来国家相关标准或者规范的制定提供了一定的依据,有利于推动风电大规模并网发电和促进能源节约、环境保护和电力技术的研究和进步。
感谢新疆杰出青年自然科学基金项目、国家自然科学基金项目(51167018、51367018、51577163)、新疆大学“211工程”优秀学术著作出版基金等为本书出版提供的支持。
前言
参数与变量汇总表
第1章绪论
11现代电力系统洁净经济调度的概念
12大规模风电并网的现代电力系统洁净经济调度的基本问题
13国内外研究现状与分析
14本书的主要内容
参考文献
第2章现代电力系统洁净经济调度中风电场功率预报研究
21引言
22基于BPANN的风电场功率预报
221概述
222基于BPANN的风电场功率预报建模
23基于误差预测风电功率预报误差一次修正
231基于BPANN的风电功率预报误差预测建模
232基于误差预测的风电功率预报误差一次修正建模
24基于储能技术风电功率预报误差二次修正
25仿真测试
26小结
参考文献
第3章风电场出力预报预评估
31引言
32风电场出力预报预评估概念
33风电场出力预报预评估标准或原则及其判据建模
34风电场出力短期预报预评估判据建模
35算例研究
351基于IEEE30节点6机测试系统算例仿真
352基于某区域电网的实例应用研究
36小结
参考文献
现代电力系统洁净经济调度理论与应用
目录
第4章风电场储能容量优化配比研究
41引言
42补偿风电功率预报误差的储能系统容量配比
43抑制风电出力反调峰和宽幅波动的储能系统容量配比
431基于电网负荷分布规律的风电反调峰判据
432风电宽幅波动判据
433储能系统抑制风电反调峰和宽幅波动的容量配比计算模型
44风电并网系统经济调度中储能容量优化配比
45风电场储能系统运行仿真软件(容量配置计算)开发及测试
451风电场储能系统运行仿真软件开发
452风电场储能系统容量配比规划软件(SSOAS)测试
46小结
参考文献
第5章风电和火电运行成本
51引言
52风电运行成本建模
521克服大比例风电并网和运行问题的措施及其对风电
成本的影响
522基于储能技术的风电并网条件建设补偿成本计算模型
523基于储能技术并网的高穿透功率风电备用容量惩罚
成本计算模型
524基于储能并网的高穿透功率风电弃风运行补偿成本计算模型
525风电并网对电力市场和政策的挑战及对风电成本的影响
526风电CPDO计算模型
527风电运行价值计算模型
53火电运行成本建模
54小结
参考文献
第6章大规模风电并网现代电力系统单一目标洁净经济调度
61引言
62大规模风电并网现代电力系统调度计划的标尺体系构建
621广域时间尺度上风电出力特性及对电网调度计划的影响
622基于误差分层平抑的风电出力预报误差带标尺体系构建
623风电并网系统调度多维标尺体系构建
63大规模风电并网现代电力系统单一目标洁净经济调度计划建模
631日前调度计划建模
632+∞调度计划建模
633+δ调度计划建模
634 25%调度计划建模
64遗传算法
65基于某区域电网的算例仿真测试
651算例介绍
652日前调度计划
653+∞调度计划和+δ调度计划
654 25%调度计划
66小结
参考文献
第7章大规模风电并网现代电力系统多目标洁净经济调度
71引言
72数学建模
721CCPs建模
722风电不确定性建模
723鲁棒洁净经济调度计划建模
73解决方案
74案例研究
741PJM5节点系统
742IEEE 118节点系统
75小结
参考文献
附录
附表1日前调度计划
附表2快速启停机组计划
附表3计及快速启停机组的+δ调度增量计划
附表4计及快速启停机组的+δ调度计划
附表525%调度增量计划
附表6基于+δ和25%计划的实际出力计划
附表7F1风电场配套储能系统充放电基值
附表8F2风电场配套储能系统充放电基值