摘 要：文章以含風(fēng)電的電力系統(tǒng)機組組合問題和含風(fēng)電的最優(yōu)潮流的安全約束機組組合問題為研究主線，建立了三種不同的潮流模型并進行對比，通過對含最優(yōu)潮流與否等情況下GAMS軟件仿真結(jié)果（仿真對象為IEEE-118節(jié)點系統(tǒng)）的對比分析，探討含最優(yōu)潮流情況下機組組合問題優(yōu)化結(jié)果的異同，同時對于含風(fēng)電與否的最優(yōu)潮流模型進行對比，為深入研究含風(fēng)電的最優(yōu)潮流的機組組合問題打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電；GAMS；最優(yōu)潮流；機組組合

中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0103-02

1 引 言

能源和環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件。目前，節(jié)能減排已經(jīng)成為世界各國的共識。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和電力企業(yè)改革的實施，保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟和可靠運行則顯得越來越重要，電力系統(tǒng)運行調(diào)度決策也越來越復(fù)雜。

我國政府多次頒發(fā)文件要求在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和連續(xù)可靠供電的前提下，改革目前的發(fā)電調(diào)度模式，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。在此背景下，電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行調(diào)度有著重要的研究意義[1-3]。

2 含風(fēng)電的機組組合問題

誤差場景下的約束條件與第1.1節(jié)一致。

3.2.2 OPF約束條件

本文將最優(yōu)潮流OPF約束分三種：

①DC-OPF：問題簡單但精度低；

②AC-OPF：精度高但是運算速度慢；

③介于上述二者之間的二維網(wǎng)絡(luò)潮流模型。

3.3 DC-OPF-SCUC問題的GAMS仿真

取各時段極限場景集為St當(dāng)風(fēng)電場數(shù)不小于4，即極限場景數(shù)大于10時，用場景縮減技術(shù)縮減至10。

另外，本節(jié)仿真采用2風(fēng)電模型。以下是仿真結(jié)果：

仿真總共用時：998.39 s

目標函數(shù)仿真結(jié)果：發(fā)電和開機費用共740 617。

3.4 二維網(wǎng)絡(luò)潮流模型的OPF-SCUC問題的GAMS仿真

將二維網(wǎng)絡(luò)潮流模型約束與含風(fēng)電的UC問題約束有機結(jié)合，在GAMS里面仿真，最得出如下：

仿真總用時：6318s

發(fā)電總費用：779 296。

含兩風(fēng)電情況下UC、DC-OPF-SCUC和二維網(wǎng)絡(luò)潮流模型的OPF-SCUC問題下的GAMS仿真結(jié)果對比，見表1。

由上表格可以看出，直流潮流模型計算時間較短，但是精度較差，只能夠優(yōu)化部分潮流。二維網(wǎng)絡(luò)潮流模型下的機組組合問題計算時間比前兩種情況下的顯著增加，但是精度較高，能夠滿足一般情況下的潮流最優(yōu)化問題。

3.5 不同風(fēng)電規(guī)模下OPF-SCUC問題

隨著風(fēng)電數(shù)量的增加，不確定性更強，本章研究主題是風(fēng)電規(guī)模（零風(fēng)電、兩風(fēng)電、四風(fēng)電和六風(fēng)電規(guī)模），所以本章將以DC-OPF-SCUC問題為藍本進行分析。

結(jié)合三種風(fēng)電情況下的問題，見表2。

從上表可以看出：隨著風(fēng)電數(shù)目的增加，機組總費用逐漸下降，這是由于風(fēng)電發(fā)電是不需要燃料成本的。

零風(fēng)電情況下，CPU計算時間很低，這是由于沒有風(fēng)電情況下，不用對風(fēng)電不確定性進行處理，所以時間較短。而風(fēng)電并網(wǎng)后，本文使用場景法來處理風(fēng)電隨機性，所以風(fēng)電并網(wǎng)后CPU計算時間顯著上升，而不同風(fēng)電規(guī)模下CUP計算時間大致相同，這也反映了風(fēng)電數(shù)目增加并不會增加此模型求解規(guī)模與難度。

3.6 小 結(jié)

本章重點研究了含最優(yōu)潮流的問題，得到以下一些結(jié)論：

①隨著研究問題數(shù)學(xué)規(guī)模的增大，問題仿真時間會加長，發(fā)電費用增加。客觀表現(xiàn)在了機組啟停狀態(tài)上，數(shù)學(xué)規(guī)模增加，機組所開數(shù)目增加，已開機組的出力和出力時間也會有所增加。

②在對風(fēng)電出力不確定性有較好處理方式下，風(fēng)電規(guī)模的增加不會增加電力系統(tǒng)運行調(diào)度的難度，其含最優(yōu)潮流的機組組合問題的求解難度和規(guī)模并不會增加，而且系統(tǒng)發(fā)電費用會隨著風(fēng)電數(shù)目的增加而下降。

4 結(jié) 語

論文主要研究成果如下：

①建立了基于場景法的隨機規(guī)劃的約束來處理風(fēng)電不確定性，在此基礎(chǔ)上，建立了含風(fēng)電的UC問題模型以及三種潮流模型下的UC問題建模。

②本文使用GAMS軟件仿真，并調(diào)用CPLEX開發(fā)的MIP算法進行求解，從而簡化了編程上的規(guī)模。

③通過仿真分析得出，二維網(wǎng)絡(luò)潮流模型下的含風(fēng)電的UC問題計算精度比直流潮流下的精度要高，是較為理想的求解模型。

④在對風(fēng)電有較好處理方案時，風(fēng)電規(guī)模的增加并不會使求解規(guī)模增加，而且系統(tǒng)總費用降低。

參考文獻：

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