摘要
在中国大规模新能源接入电力系统的背景下，风电和光电功率的不确定性和波动性对电力系统调峰和调频产生了显著影响，使风电、光伏并网消纳成为新能源可持续发展的瓶颈。要解决新能源并网消纳问题，一方面必须在系统中配置适当的备用资源，平抑风电、光伏波动对系统的不利影响；另一方面，从新能源跨区消纳的角度建立全局优化调度模型，通过跨省区互联电网的备用资源协同调度和时空互补，在更大的区域范围内消纳清洁能源。 本文以高比例新能源并网和调节资源分布不均作为研究背景，围绕高比例新能源电力系统的运行备用需求评估和备用跨区共享开展研究，主要工作如下： （1）调研国内外的备用分类体系、配置标准以及新能源电力系统的备用标准，基于历史风、光、负荷数据分析波动特性和预测误差特性，分析现行确定性有功备用容量配置方法的局限性，并提出大规模新能源并网形势下备用需求的变化特征，为下文提出系统运行备用需求精细化评估算法做铺垫。 （2）考虑新能源不确定性对电力系统备用需求的影响，基于净负荷（有功负荷与新能源出力之差）预测误差曲线的数据挖掘，提出了一套基于“曲线聚类+多尺度分析+场景匹配”的精细化、层次化备用需求动态评估方法。应用数学形态学滤波器对净负荷预测误差曲线进行多时间尺度的信号分解，并结合置信区间提取各级波动幅度，以此评估系统各时间尺度的灵活性资源需求。 （3）基于多区域互联系统有功和备用联合调度的理念，将分省多时间尺度备用资源约束纳入日前发电调度模型，提出了基于分级备用均衡和跨区备用共享的互联电网调度优化模型及其求解算法。 论文研究表明，建立精细化的分级备用评估算法可以提高含大规模新能源电力系统的运行安全性。跨区域共享灵活性资源可以降低系统的运行成本，扩大新能源消纳空间。
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