高风电渗透率灵活电力系统的调峰成本测算与分摊方法

作     者：赵贵鑫 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：张粒子;潘毅

授予年度：2021年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：高风电渗透率 系统灵活性 调峰成本 分摊机制 

摘      要：“双碳目标下,高风电渗透率将成为未来电力系统的重要特点。由于风电的波动性和反调峰特性,高风电渗透率电力系统的调峰问题尤为突出。高风电渗透率电力系统中调峰成本如何测算以及如何分摊,是今后我国三北地区电源和电力灵活性规划面临的现实问题。因此定量测算高比例风电并网的调峰成本对建立和完善调峰市场、灵活性资源的补偿与分摊机制和提高系统灵活性具有重要意义。本文在对现有含风电系统调峰成本测算方法与分摊机制的研究和综述的基础上,提出了一种高风电渗透率下系统调峰成本测算方法,研究了不同风电渗透率下系统调峰成本的变化规律,探讨了促进风电消纳和提高系统灵活性的调峰成本回收与分摊机制,具体研究内容如下:一、对风电并网电力系统调峰资源的需求分析方法、调峰成本测算模型和分摊方法进行了较为系统的综述;利用数理统计的方法,深入地分析了我国一个实际电力系统的风电出力特性,特别是反调峰特性;并针对该系统分析了调峰需求。二、采用多种定量分析方法,针对不同情景,测算实际电力系统调峰成本,揭示了现行体制下不同风电渗透率电网调峰成本的变化规律。首先基于带弃风惩罚项的电力系统机组组合优化模型,结合我国某地区现行调峰规则进行调峰市场仿真,测算出不同风电渗透率下系统的调峰成本。然后基于“有无对比法和“等电量顺负荷法构造无风电影响场景,通过对比测算出由于风电接入引起的调峰成本和风电波动性引起的调峰成本。同时考虑增加系统灵活性资源以保证高风电渗透率系统实时平衡,以免出现大规模弃风情况,计算了不同风电渗透率下系统弃风率均低于5%时的调峰成本并计及新增灵活性资源的调用和固定建设成本。最后通过我国某地区实际电力系统进行算例仿真得到了不同风电渗透下的调峰成本,揭示了现行体制下不同风电渗透率电网调峰成本的变化规律,证明了该方法的有效性和合理性,为提出调峰成本分摊机制和系统灵活性资源开发建设提供依据。三、研究了国外典型国家促进新能源发展和提高系统灵活性的方法与相关政策机制,分析了各个国家如何建立不同途径疏导系统平衡成本问题;分析了我国现行可调节资源补偿和分摊机制面临的主要问题。结合第三章仿真测算结果,提出了目前我国电力体制改革过渡阶段调峰市场成本分摊机制改进方案和促进可调节性资源开发利用的可调节容量保障机制,为我国未来高风电渗透率电网促进系统灵活性资源建设和系统调峰成本疏导提供参考思路。