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计及高比例新能源接入的受端电网阻塞管理研究

计及高比例新能源接入的受端电网阻塞管理研究

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作者：苗曦云东南大学

学位级别：硕士

近年来,随着西电东送工程和江苏省本地新能源项目建设的不断推进,江苏受端电网特征日益明显。由于区外来电的落点与负荷中心不一致以及省内新能源装机分布不均使得苏南苏北在调峰互济的过程中借助过江断面输送大量电能,导致过江断面的... 详细信息

近年来,随着西电东送工程和江苏省本地新能源项目建设的不断推进,江苏受端电网特征日益明显。由于区外来电的落点与负荷中心不一致以及省内新能源装机分布不均使得苏南苏北在调峰互济的过程中借助过江断面输送大量电能,导致过江断面的输电裕度不足,阻塞现象时有发生。随着苏北新能源装机占比的逐渐提高,过江断面潮流越限问题将日趋明显。在此背景下,研究适用于现货市场不同发展阶段的过江通道阻塞管理方法不仅能保证各个阶段能源的高效利用和优化配置,也对江苏电网的安全经济稳定运行至关重要。本文从短期运行和长期投资规划两个角度出发,研究了受端电网过江断面的短期阻塞管理和长期阻塞管理问题。首先研究了以最小化再调度成本为导向的短期阻塞管理问题,在日前和实时两个环节分别采取一定措施缓解过江通道的阻塞,并对阻塞费用进行公平合理的分摊。而后研究了计及金融输电权价值的基于过江通道商业投资的长期阻塞管理问题。本文的主要研究工作如下:(1)建立了计及高比例新能源接入的受端电网短期阻塞管理模型。首先对系统中的不确定性因素进行建模,在此基础上建立计及源荷不确定性的日前调度模型,考虑备用分区配置,同时采用模糊机会约束规划解决含不确定性的日前调度问题;在日前调度结果的基础上建立计及输电成本和备用调用网络约束的实时再调度阻塞管理模型以解决过江通道的偶发性阻塞问题。通过算例,分析新能源和区外来电的接入、不同备用配置方式对过江断面阻塞的具体影响。(2)建立了基于合作博弈思想的最公平最小核心模型。首先介绍了合作博弈的基本概念和常见的几种解,在此基础上结合Shapley值解和最小核心解的特征建立兼具分配公平性和联盟稳定性的最公平最小核心模型,将苏南苏北调峰互济过程中产生的阻塞费用在出力发生偏移的发电商、用户等市场主体之间进行公平合理的分摊,之后建立公平性指标和稳定性指标以评估所提出的分配方法与其他分配方法的优劣。通过算例,验证了最公平最小核心分配方式的有效性,同时对阻塞费用分配结果的影响因素进行了分析。(3)建立了计及高比例新能源接入的受端电网长期阻塞管理模型。首先介绍了金融输电权的基本概念和过江通道扩建容量所对应的金融输电权的获得方式,在此基础上建立了计及金融输电权价值的过江通道商业投资双层优化模型并引入双层粒子群优化算法进行求解。通过算例,对不同投资主体参与投资、是否考虑金融输电权价值以及是否考虑不确定性的投资方案对长期阻塞管理的效果和经济性进行分析,为规划部门制定过江通道扩建方案提供一定的参考和建议。

关键词：阻塞管理阻塞费用分配分区备用配置最公平最小核心商业投资

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