風(fēng)蓄協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行建模與仿真分析

李志偉，孫彩云，徐詠冬，劉紅江

(河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，河南 鄭州 450042)

0 引 言

風(fēng)能作為清潔可再生能源是解決全球日益緊張的環(huán)境污染問(wèn)題與能源危機(jī)的重要措施。風(fēng)電功率預(yù)測(cè)精度不高及風(fēng)電本身較強(qiáng)的隨機(jī)性、波動(dòng)性及反調(diào)峰性等問(wèn)題，給電網(wǎng)消納風(fēng)電帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)，且風(fēng)電場(chǎng)存在嚴(yán)重的棄能現(xiàn)象，制約了風(fēng)力發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展[1-2]。抽水蓄能電站作為儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)電場(chǎng)配合運(yùn)行可以改善風(fēng)電的不良特性，且具有技術(shù)成熟、建設(shè)成本低、容量大等優(yōu)點(diǎn)[3]。

如何建立科學(xué)全面的風(fēng)電-抽水蓄能電站聯(lián)合運(yùn)行模型及采用何種仿真求解算法是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外專家研究的熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[4-7]建立了風(fēng)電-抽水蓄能聯(lián)合運(yùn)行模型，并以風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行效益與風(fēng)電場(chǎng)輸出功率平滑度作為目標(biāo)函數(shù)，采用不同的智能優(yōu)化算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解驗(yàn)證。文獻(xiàn)[8-9]在建立的聯(lián)合優(yōu)化模型中分別加入了實(shí)際運(yùn)行偏離協(xié)約負(fù)荷的懲罰因素與可逆式水輪機(jī)的啟停費(fèi)用因素，進(jìn)一步提高了聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行的全面性與有效性。文獻(xiàn)[10]以聯(lián)合系統(tǒng)最小棄風(fēng)量為目標(biāo)，建立協(xié)調(diào)運(yùn)行整數(shù)規(guī)劃模型，提高了風(fēng)能的利用率。

基于先前研究背景，本文綜合考慮聯(lián)合系統(tǒng)偏離規(guī)劃出力的懲罰、風(fēng)電場(chǎng)棄能懲罰、抽水蓄能電站轉(zhuǎn)換能耗及機(jī)組啟停費(fèi)用等多種約束限制因素，并設(shè)置離散的獎(jiǎng)勵(lì)懲罰性電價(jià)[11]建立最優(yōu)模型，采用改進(jìn)的克隆選擇算法對(duì)模型進(jìn)行仿真分析，模擬仿真結(jié)果表明了本文所建聯(lián)合運(yùn)行模型的全面性與求解算法的有效性。……