大禹学者典型成果介绍(一):基于鞅过程与随机规划方法的风、水电能源互补调度优化模型

发布者:管理员发布时间:2020-09-22浏览次数:24


完成人:徐斌

成果介绍:

风能是间歇性能源,风能的不确定性直接影响电网的供电稳定性、安全性以及风电的消纳能力。利用水电能源调节作用,开展风、水能实时互补优化调度,已成为新能源领域的研究热点与前沿,在我国能源结构调整的背景下,具有重要研究意义与实践价值。

风、水能互补调度是在不确定性影响下的风险决策问题,目前的研究主要存在两点不足:一是采用参数、过程平稳的时间序列方法描述风能出力的不确定性,没有反映实时调度决策过程中预报不确定性更新、演化的动态特征,模型的实时性不足;二是采用确定性互补调度建模,结合风险评估与多情景分析方法优选决策方案的决策框架,无法考虑决策过程中的多环节不确定性以及风险指标的相互作用,导致风险决策的精细性不足。针对上述不足,201911月,我院徐斌教授、钟平安教授采用风险决策理论,综合考虑风能出力不确定性影响下最大化综合效益,构建新的优化模型,在能源类1TOP期刊Applied EnergyIF=8.4)发表题为“Identifying long-term effects of using hydropower to complement wind power uncertainty through stochastic programming”。主要贡献如下:

1)采用基于随机鞅过程建立预报精度参数随时间动态演化的风能出力随机过程动态模拟模型,实现了风能出力过程不确定性的实时评估。

2)构建了风、水电互补调度风险决策随机规划模型,通过整体优化,建立了水风电系统发电量、水电站蓄能、综合弃电风险损失等指标之间的定量关系,保障了决策方案的可行性,并为风险决策提供了方案集,提升了推荐方案的综合效果。

对华东电网风电装机和三峡水电站实行水、风电补偿调度模拟,结果表明:在消落期补偿华东风电能源,在最优决策方案下,降低三峡期末蓄能2.14×108kWh,可降低华东电网风电弃电或高成本消纳风电16.78×108kWh。水、风电联合调度效益显著。

Xu, B., Zhu, F., Zhong, P. A., Chen, J., Liu, W., Ma, Y., Deng, X. (2019). Identifying long-term effects of using hydropower to complement wind power uncertainty through stochastic programming. Applied Energy, 253, 113535.

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261919312097




a)、(c)独立调度模式下水库蓄量过程、风电源荷偏差结果;(b)、(d)互补调度模式下水库蓄量过程、风电源荷偏差结果