考虑风电不确定性的机组组合求解方法

考虑风电不确定性的机组组合求解方法

发表时间：2016-12-16T14:58:45.567Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：朱倩李景红郭培周宇段鑫[导读] 风电出力的随机性，决定了含风电场机组组合问题的不确定性，传统的机组组合方法已不再适用。

（1.国网河南省电力公司检修公司河南郑州 450000；2.国网上海检修公司上海普陀 200333）摘要：风电出力的随机性，决定了含风电场机组组合问题的不确定性，传统的机组组合方法已不再适用。文中针对风电出力的不确定性，首先通过分析风电功率的历史数据，利用非参数回归技术，获得不同风电预测出力区间的误差经验分布密度函数，从而减小了风电功率预测误差对机组组合问题的影响；其次，利用点估计法方便确定待求变量概率分布的优势，文中在已知风电出力分布密度函数的基础

上，采用三点估计法确定风电功率估计点和相应概率，从而将不确定问题转化为确定性问题，减小了问题求解的计算量。最后的算例分析验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：风电；机组组合；三点估计法

风电作为一种廉价清洁的可再生能源，近年来在世界各国得到了快速发展。然而，风电波动存在着随机性和间歇性，又给电力系统的运行增加了不确定因素。由于目前风电功率的预测仍无法达到很高的精度，因此对于含风电场的机组组合问题（unit commitment，UC），不确定性的处理成为问题求解的难点和关键。针对风电出力的随机性，本文在点估计法（point estimate method，PEM）的基础上提出一种考虑风电不确定性的UC求解方法。首先，利用往年的风电场功率历史数据，通过非参数回归技术拟合得到不同预测出力区间段的误差经验分布密度函数，以此来描述风机出力的不确定性，减小了误差对问题求解的影响；其次，利用误差分布函数的统计信息，采用三点估计法（PEM3）估计风机预测出力的参数值和相应概率，从而将不确定性问题转换为确定性问题，同时大大减小了求解的计算量；最后采用CPLEX软件对上述确定性问题进行求解。算例分析验证的所提方法的有效性。

1 考虑风电不确定性的UC模型 UC问题是在一定调度周期内，在满足各种约束条件的前提下，通过合理开停机组以达到系统总运行成本最低的目标。由于风电出力的随机性，因此含风电场的UC模型中，其目标函数往往以期望值最小来表述，公式如下：

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3 点估计法

在已有文献的基础上，Hong H P.提出了一种改进的点估计法，对n维随机变量X的每个分量xk找到r个点，对每一个点，保持其他分量为期望值，然后通过将与X相关的输入输出函数Y=h（X）作泰勒级数展开，用X的高阶矩，在r个点上对Y做r?n次估计来获得Y的概率密度和其他统计信息。

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4 算例分析

本文选取IEEE118节点系统中的火电机组和2006年美国东部地区系统风电数据，来验证本文所提方法的有效性。算例中常规火电机组54台，总容量8270MW；风电选取SITE_0001中2006年1月1日-2007年1月1日的风机功率预测值、实测值和误差数据，预测尺度为4h；峰荷3733MW，谷荷2091MW。

5 结语

考虑到含风电机组UC的不确定性，本文在已有文献的基础上，提出将PEM3用于考虑风电不确定性UC问题的求解。针对风机功率预测误差较大的问题，文中基于风机功率预测误差的历史数据，采用非参数回归技术分区间拟合出风电功率误差的经验分布函数，然后采用PEM3确定功率估计点和相应概率，再根据相应函数关系，采用免疫算法程序求取系统耗量成本的统计指标，方法简单，计算精度较高。最后通过算例验证了方法的可行性。文中假定风电优先入网，通过系统对风电吸纳量的分析，得出过多的风电入网会对系统稳定产生影响。考虑切风和因风机入网导致的备用成本增加问题将是作者下一步的方向。

参考文献：

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