《基于需求响应的大规模风电消纳调度策略研究教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于需求响应的大规模风电消纳调度策略研究教材（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、东南大学 电气工程学院 2013/12/02,基于需求响应的大规模风电消纳调度策略研究,成立于1999年，国内最早开展需求侧管理研究的高校之一； 在国内率先提出“能效电厂”和“智能需求侧管理”的概念和构架。 国际合作，和美国弗吉尼亚理工大学、田纳西州立大学、美国能源基金会、美国自然资源保护委员会等建立了长期稳定的科研和人才交流合作； 国内合作，和国家科技部、国家电网公司、南方电网公司、江苏省电力监管办公室、江苏省经贸委、江苏省电力公司等相关企事业单位和政府部门建立长期稳定的合作和联系机制,东南大学需求侧管理研究所,课题组简介（一）,完成了有关DSM项目20多项，科研经费1000多万，发表全国重
2、点期刊文章70多篇。 开设了有关需求侧管理理论与应用研究生课程。 参加了中国电力出版社电力需求侧管理实用技术、电力需求侧管理工作指南部分章节、中国电力百科全书“需求侧管理分支”的编写工作。 协助国家电网公司电力需求侧指导中心办理电力需求侧管理双月刊和有关技术管理工作。,东南大学需求侧管理研究所,课题组简介（二）,4,课题组简介（三） 主要研究方向,围绕有关基金项目和973基础研究项目，开展了有关DSM的基础理论研究； 建立了DSM的多目标模型，提出了模糊动态规划的解决方法； 为规避电力市场下的电价不确定性，引入金融衍生工具制定可中断合同，并应用博弈论理论，制定激励机制 建立了需求响应（DSM在
3、电力市场环境下的新形式）分析模型，研究需求响应对于市场清算价的影响、对消除系统阻塞的作用、对系统备用的作用。,研究了用户电力使用和设备调查和数据分析的方法； 建立了负荷特性分析和DSM项目经济评估体系和潜力分析模型和算法； 给出了根据实施DSM的目标和指标，制定实施DSM规划的方法。,数据采集与管理子系统 负荷特性分析子系统 需求侧管理决策分析子系统 系统管理子系统 用户管理子系统,基于需求响应的大规模风电消纳调度策略研究,主要内容,一、研究背景,全球能源短缺、能源供应安全形势的日趋严峻； 可再生能源具有资源分布广、开发潜力大、清洁、安全、可永续利用的特点； 可再生能源是保障能源安全、加强环境
4、保护、应对气候变化的重要措施，已成为各国能源体系的重要组成部分 ； 预计到2050年，可再生能源可开发总量的2.5%将能满足全球大约80%的能源需求。,可再生能源在能源战略中的地位不断提升,风电是发展较快的重要可再生能源,成本较低 技术较成熟 可靠性较高,一、研究背景,中国风电产业快速发展,2012年我国风电累计并网容量达6237万千瓦，取代美国成为世界第一风电大国。 风电发展“十二五”规划：2015 年，我国投入运行的风电装机容量达到1亿千瓦，年发电量达到1900亿千瓦时，风电发电量在全部发电量中的比重超过3%。,一、研究背景,风电并网消纳-风电发展过程中面临的突出问题之一,风电发展“十二五
5、”规划中指出：风电发展已从过去设备制造能力的制约转变为市场消纳能力的制约。,风电并网消纳面临的关键问题分析,风电具有随机性、波动性、间歇性等特点，具有明显的反调峰特性； 风电预测精度有待提高，现有预测精度难以满足电网调控需求； 风电并网容量快速增加，风电发展与系统安全运行的矛盾逐步显现。,风电的大规模接入给电网的调度计划与运行控制带来了新的挑战，需提高系统的灵活调节能力配合风电出力的变化。,一、研究背景,促进风电并网消纳的调度策略,提高风电预测精度 间歇性电源预测误差必然存在，风电预测精度短时间内难以大幅提高。 发电侧资源协调优化：风火互济系统、风水互济系统 过分依赖传统机组增加碳排放，降低了
6、风电接入的环境效益； 发电侧调节能力有限，不能满足大容量风电接入要求。 化学储能装置 化学储能成本昂贵，同等容量下成本约为DR的8-15倍。 发电侧和用电侧协调优化：需求响应 DR资源与传统发电技术相比，更具环保效益；与价格昂贵的储能装置相比，DR经济性较好，因此DR成为消纳可再生能源技术上与经济上都极佳的解决方案。,改进传统调度方式,一、研究背景,需求响应（Demand Response）消纳风电的新途径,DR资源可以灵活部署和迅速替代发电资源，从而可以响应可再生能源变化，降低可再生能源接入的负面影响，维持电力平衡，成为配合风电运行，降低风电波动性的影响，维持电力平衡的新途径。,主要内容,二
7、、研究内容研究框架,研究内容1 面向大容量风电接入考虑用户侧互动的日前调度和运行模拟研究,需求响应促进风电消纳的可行性分析,研究内容2 考虑网络约束的大规模风电接入系统中需求响应资源的优化分布研究,研究内容3 基于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,网络约束、风电接入位置,风电不确定影响,需求响应促进大规模风电消纳的优化调度策略研究,研究内容1 面向大容量风电接入考虑用户侧互动的日前调度和运行模拟研究,分时电价,可中断负荷,引导用户移峰填谷，与风电在夜间负荷低谷时段出力较多的特性对应，由峰时段转移至谷时段的负荷可以消纳多余的风电出力，提高风能利用效率。,在系统峰荷或故障时，可以减少负荷需
8、求量，等效于增加了备用容量，从而降低风电接入对系统可靠性的影响。,考虑风电接入的日前调度计划模型,运行模拟模型,评估,蒙特卡洛,模型概述,研究内容1 面向大容量风电接入考虑用户侧互动的日前调度和运行模拟研究,机组运行成本,机组启停成本,机组备用成本,可中断负荷补偿成本,研究内容1 面向大容量风电接入考虑用户侧互动的日前调度和运行模拟研究,成本对比,电力不足分析,弃风分析,研究内容1 面向大容量风电接入考虑用户侧互动的日前调度和运行模拟研究,风电机组对电力系统可靠性贡献对比,研究内容2 考虑网络约束的大规模风电接入系统中需求响应资源的优化分布研究,大规模风电消纳系统经济调度模型,线路传输容量限制
9、,风电接入位置,需求响应的优化分布,探讨在考虑网络约束的条件下，风电接入位置是否会影响DR的优化分布； 探讨在考虑网络约束的条件下，系统中是否存在DR的相对最优部署位置； 探讨考虑网络约束条件下，DR技术支撑体系的最佳部署位置。,研究内容2 考虑网络约束的大规模风电接入系统中需求响应资源的优化分布研究,机组运行成本,系统切风成本,响应负荷容量成本,响应负荷电量成本,研究内容2 考虑网络约束的大规模风电接入系统中需求响应资源的优化分布研究,算例条件,算例结果,风电接入不同节点成本降低情况,线路4-5不同传输容量下风电接入不同节点成本差值,研究内容2 考虑网络约束的大规模风电接入系统中需求响应资源
10、的优化分布研究,DR容量优化分布示意图（PJM5）,不同DR分布的成本对比（PJM5）,不同节点负荷变化示意图（PJM5）,不同节点负荷变化示意图（IEEE118）,研究内容2 考虑网络约束的大规模风电接入系统中需求响应资源的优化分布研究,结论,需求响应可以降低网络约束对风电接入系统的影响； 网络约束相较于风电接入位置对DR优化分布影响更大； 考虑网络约束的系统中，DR应优先部署在接近网络阻塞线路的区域。,研究内容3 基于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,大规模风电消纳系统经济调度模型,线路传输容量限制,风电不确定性,需求响应的优化分布,随机模型涵盖所有可能风电预测场景，通过两阶段决策
11、确定调度方案，包括：机组启停、机组出力、切风量、需求响应资源的优化分布情况等，应对风电的不确定性； 模型中机组启停为第一阶段变量，与场景信息无关； 其他变量为第二阶段变量，是场景特定的，但在得知风电场景信息后才能确定实际的调度方案。,随机规划,研究内容3 基于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,机组运行成本,系统切风成本,机组启停成本,场景概率,研究内容3 基于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,场景2下 机组出力对比（DR vs Without DR）,风电场景与负荷预测,算例条件,PJM5-bus,运行机组台数示意图（DR vs Without DR）,算例结果,研究内容3 基
12、于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,不同场景下节点DR优化分布,系统运行成本对比,研究内容3 基于需求响应的大规模风电消纳随机机组组合模型,结论,随机模型中涵盖了风电可能的多种场景，可以协调优化调度方案，合理决策机组运行基点，降低系统期望运行成本。 DR可以灵活部署，配合系统运行要求，特别是可以根据不同场景要求，与发电机协调优化，有利于机组位于更加经济的运行基点上。,主要内容,需求响应可以灵活部署，配合可再生能源的消纳需求，实现与发电侧的协调优化，有效应对风电出力随机波动性、不确定性等对电网运行的影响。 需求侧资源的参与可以有效降低系统成本，提高风电利用效率，是促进大规模可再生能源消纳的有效途径。,三、结论与展望结论,三、结论与展望展望,促进可再生能源消纳的需求响应运行机制创新研究,计及不确定性的需求响应模型及应用研究,基于需求响应的系统合理消纳风电原则,谢 谢！ Thank You for your attention!,
