盧斯煜，陳雷，趙睿，吳耀武，金小明

(1.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510080；2. 中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州510663；3. 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國家重點實驗室(華中科技大學(xué))，湖北 武漢 430074)

?

電網(wǎng)棄風(fēng)電量計算方法及其在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

盧斯煜1，陳雷2，趙睿1，吳耀武3，金小明1

(1.南方電網(wǎng)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510080；2. 中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州510663；3. 強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國家重點實驗室(華中科技大學(xué))，湖北 武漢 430074)

采用梯形模糊隸屬度函數(shù)描述風(fēng)電出力的不確定性，提出不同風(fēng)電出力水平下由于輸電系統(tǒng)容量不足所導(dǎo)致的棄風(fēng)電量的模糊計算方法，在有效模擬風(fēng)電出力特性的同時可降低計算工作量。從規(guī)劃目標(biāo)和約束條件兩個方面討論該方法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用；最后，以修改的新英格蘭10機(jī)39節(jié)點為例，對所提方法的有效性進(jìn)行驗證。

電網(wǎng)棄風(fēng)；風(fēng)電模糊建模；線性分段；輸電阻塞；電網(wǎng)規(guī)劃

2009年在哥本哈根召開的聯(lián)合國氣候大會讓“低碳經(jīng)濟(jì)”這一概念進(jìn)一步深入人心。作為一種有別于過去高消耗、高污染的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，低碳經(jīng)濟(jì)以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)，逐漸受到世界各國的認(rèn)同和重視[1]。近年來，中國大力倡導(dǎo)和發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，積極通過產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整，鼓勵高碳產(chǎn)業(yè)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，開發(fā)低碳技術(shù)和低碳產(chǎn)品，鼓勵企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)，增強(qiáng)對清潔能源的開發(fā)和利用。在這一背景下，作為清潔能源的風(fēng)力發(fā)電必將得到更大的發(fā)展。然而，由于風(fēng)電出力具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和難以預(yù)測性，其大規(guī)模的引入將影響電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)和安全穩(wěn)定運行，也給電網(wǎng)規(guī)劃工作帶來諸多不確定性[1]。

在電力系統(tǒng)分析中，對風(fēng)電出力的模擬一般采用概率統(tǒng)計法和隨機(jī)模擬算法[1-4，但存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足、計算量大等問題。本文采用梯形模糊隸屬度函數(shù)描述風(fēng)電出力的不確定性，提出不同風(fēng)電出力水平下由于輸電系統(tǒng)容量不足所導(dǎo)致的棄風(fēng)電量的模糊計算方法，在有效模擬風(fēng)電出力特性的同時可降低計算工作量，并討論該方法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用。最后，以修改的新英格蘭10機(jī)39節(jié)點為例，對所提方法的有效性進(jìn)行驗證。

1 風(fēng)電出力的梯形模糊建模

目前，風(fēng)電出力的模糊建模方法主要分為兩種：對各時段的風(fēng)電出力預(yù)測誤差進(jìn)行模糊處理[1]，主要用于短時間尺度的發(fā)電調(diào)度模擬分析；根據(jù)風(fēng)速或風(fēng)電歷史數(shù)據(jù)，近似模擬未來風(fēng)電出力的可能性分布[1-2]，主要用于中長期時間尺度的電源規(guī)劃或運行模擬研究。本文采用梯形分布函數(shù)模擬風(fēng)電出力的可能性分布。圖1為常規(guī)意義下的風(fēng)電模糊出力梯形分布曲線。

μ(Pw)為對應(yīng)各風(fēng)電出力區(qū)間的梯形模糊隸屬度函數(shù)；Pwa、Pwb、Pwc、Pwd為梯形分布曲線的形狀參數(shù)(拐點)，即各拐點的風(fēng)電出力值。圖1 風(fēng)電模糊出力梯形分布曲線

圖2 出力范圍分散的風(fēng)電模糊 出力梯形分布曲線

圖3 出力范圍集中的風(fēng)電模糊 出力梯形分布曲線

當(dāng)風(fēng)速波動范圍更廣或者集中性更強(qiáng)時，風(fēng)電出力梯形曲線發(fā)生如下演化。

a) 若風(fēng)電出力波動范圍更廣，出力分布相對較為均勻時，則風(fēng)電出力梯形分布曲線可演化成如圖2所示，此時曲線拐點對應(yīng)的風(fēng)電出力值為0、Pwb、Pwc、Pw,max。

b) 若風(fēng)電出力集中于某一個出力值附近，即處于梯形上底面的兩拐點無限接近時，則分布曲線可演化成如圖3所示的三角形態(tài)，此時拐點對應(yīng)的風(fēng)電出力值為Pwa、Pwc(Pwb)、Pwd。

對應(yīng)各風(fēng)電出力區(qū)間的梯形模糊隸屬度函數(shù)μ(Pw)可表示為

(1)

式中：Pwa、Pwb、Pwc、Pwd為梯形分布曲線的形狀參數(shù)(拐點)，可根據(jù)歷史出力數(shù)據(jù)進(jìn)行求解。

(2)

式中：Pw,max、Pw,min和Pw,cen為風(fēng)電歷史出力的最大值、最小值和集中值(最大可能出力值)；Pw,N表示風(fēng)電額定出力；α1、α2和β為梯形分布參數(shù)。其中，α1(<1)和α2(>1)為分布延展度參數(shù)，描述梯形底部寬度；β(<1)為分布集中度參數(shù)，描述梯形頂部寬度。根據(jù)α1、α2和β可對風(fēng)電分布曲線的位置及形狀進(jìn)行大體估計，各參數(shù)大小依據(jù)實際經(jīng)驗選取，若可得知風(fēng)電分布更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)(如概率分布、離散程度等)，則可對梯形分布曲線進(jìn)行修正。

2 不同風(fēng)電出力水平下的電網(wǎng)棄風(fēng)量的計算方法

在電力系統(tǒng)中，棄風(fēng)的出現(xiàn)主要有兩種情況，一是負(fù)荷低谷時段由于常規(guī)發(fā)電機(jī)組出力達(dá)到下限而導(dǎo)致的風(fēng)電棄風(fēng)，此類型棄風(fēng)主要是由于電源結(jié)構(gòu)不合理所造成的，不在本文討論范圍之內(nèi)；二是由于聯(lián)絡(luò)線輸送容量限制導(dǎo)致風(fēng)電電力無法送出，此類型棄風(fēng)主要是由于輸電系統(tǒng)容量不足所造成的，本文主要討論此類型棄風(fēng)的計算。

2.1 簡單三節(jié)點電力系統(tǒng)示例

圖4所示為一個簡單的3節(jié)點電力系統(tǒng)，風(fēng)電節(jié)點1和火電節(jié)點2共同向負(fù)荷節(jié)點3供電，則Pw+Pt=PL(即風(fēng)電與火電出力之和等于負(fù)荷)。此時系統(tǒng)的風(fēng)電利用存在兩種情況，一是當(dāng)PwPL13時，則開始出現(xiàn)棄風(fēng)，且棄風(fēng)電力同風(fēng)電出力的增長成正比。具體如圖4所示，也就是說，由于輸電網(wǎng)影響帶來的棄風(fēng)電力與風(fēng)電出力呈現(xiàn)二段線性關(guān)系。

圖4 棄風(fēng)電力隨風(fēng)電出力變化

2.2 實際電網(wǎng)中棄風(fēng)電力的等效計算方法

由上述結(jié)論認(rèn)為：由于電網(wǎng)輸電能力約束所造成的棄風(fēng)電力隨風(fēng)電出力變化呈二段線性關(guān)系。在第一段曲線中，電網(wǎng)輸送能力滿足風(fēng)電外送要求，不存在棄風(fēng)；在第二段曲線中，棄風(fēng)電力隨風(fēng)電出力的增加而線性增加。因此，只需找出拐點A、B(如圖5所示)，即可得到在不同風(fēng)電出力水平下的電網(wǎng)棄風(fēng)。

圖5 分段線性方法

對于實際運行的復(fù)雜電網(wǎng)，拐點難以精確求出，而且在電網(wǎng)規(guī)劃中無法、也沒有必要對每個風(fēng)電水平下的棄風(fēng)進(jìn)行精確計算，因此，可采用線性逼近的方法進(jìn)行估算。由圖5可知，當(dāng)線性逼近的分段數(shù)越多，等效結(jié)果就越趨近于實際曲線；且在每一個線性分段中，近似地認(rèn)為棄風(fēng)電力與風(fēng)電出力呈線性關(guān)系。

(3)

其中：Pwi,av=( Pwi-Pwi-1)/2；mi和ni為區(qū)間i的模糊線性化系數(shù)。進(jìn)一步結(jié)合風(fēng)電的平均利用時間Twi,av，則可估算第i個區(qū)間內(nèi)的棄風(fēng)電量

(4)

式中：Si、Sw分別為區(qū)間i的面積和梯形的總面積，如圖6(a)所示。Si/Sw表征第i個區(qū)間隸屬度函數(shù)面積占比，即該區(qū)間風(fēng)電出力均值對應(yīng)的概率。在實際應(yīng)用中，為了簡化計算，可選取分布曲線中的拐點劃分區(qū)間。

圖6 棄風(fēng)電力的模糊線性化

2.3 計算流程與步驟

棄風(fēng)計算流程如圖7所示。

圖7 棄風(fēng)計算流程

2.3.1 數(shù)據(jù)獲取模塊

獲取電網(wǎng)風(fēng)電出力的歷史數(shù)據(jù)，主要包括風(fēng)電歷史出力最大值、最小值和集中值，以及梯形分布參數(shù)α1、α2、β。根據(jù)公式(2)對風(fēng)電梯形分布曲線的位置及形狀進(jìn)行大體估計，進(jìn)一步可根據(jù)概率分布、離散程度等風(fēng)電分布數(shù)據(jù)對梯形分布曲線進(jìn)行修正。

2.3.2 模糊建模模塊

根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)和公式(1)，得到風(fēng)電出力的模糊隸屬度函數(shù)。

2.3.3 區(qū)間劃分模塊

根據(jù)實際計算分析精度的需求，利用分段線性逼近法對風(fēng)電出力劃分區(qū)間(i=1,2，…，N)，根據(jù)各區(qū)間首末端風(fēng)電出力計算該區(qū)間風(fēng)電出力均值，以及各區(qū)間對應(yīng)的出現(xiàn)概率。

2.3.4 區(qū)間處理模塊

計算各區(qū)間邊界點上電網(wǎng)的棄風(fēng)電力，并認(rèn)為各區(qū)間內(nèi)棄風(fēng)電力與風(fēng)電出力呈現(xiàn)嚴(yán)格的線性關(guān)系，根據(jù)公式(3)計算線性化系數(shù)。隨著風(fēng)電出力的增加，當(dāng)出現(xiàn)第一個線性化系數(shù)不為零的區(qū)間(記為I)，則認(rèn)為區(qū)間I是二段線性拐點所在區(qū)間，即，若第1～I(xiàn)-1區(qū)間的線性化系數(shù)m和n均為0，而第I區(qū)間的線性化系數(shù)mi不為0，則認(rèn)為拐點出現(xiàn)在第I區(qū)間，且從第I+1區(qū)間開始，線性化系數(shù)m和n均相同，即mi=mi+1，ni=ni+1，可表示為：

(4)

由此，通過計算I區(qū)間末端棄風(fēng)電力以及N區(qū)間內(nèi)任一點的棄風(fēng)電力，可近似得到不同風(fēng)電出力水平下電網(wǎng)的棄風(fēng)電力。

2.3.5 棄風(fēng)計算模塊

表1 測試系統(tǒng)規(guī)劃期內(nèi)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量參數(shù) MW

節(jié)點編號發(fā)電機(jī)類型1有功出力有功上限2有功出力有功上限3有功出力有功上限4有功出力有功上限5有功出力有功上限30T10030015030020030025040033050031T0410060706070607080432T35080045080050080060097662097633W000010010025025060060034T35070040070040070043085048095035T49050052069755069760069765079736T40059743059747059750059756069737T24050530060540060550076054076038H40050065070083090083090083090039H450550700700105010501050105010501050

注：T、W、H分別代表火電、風(fēng)電和水電。

表2 待選線路參數(shù)

線路連接節(jié)點類型單位投資/(104美元·km-1)長度/km運行壽命/a輸電容量/MWL12-3DC3212025600L23-18AC164025690L35-6T1920125500L416-19DC3216025600L517-18AC162425690L619-33T1920125700L719-20AC164125690

注：DC、AC、T分別代表直流線路、交流線路和變壓器支路

根據(jù)所述各區(qū)間的電網(wǎng)棄風(fēng)以及對應(yīng)的概率，計算得到不同風(fēng)電出力水平下的電網(wǎng)棄風(fēng)電量期望值。通過采用模糊數(shù)學(xué)的計算方法，近似評估不同風(fēng)電出力條件下的電網(wǎng)棄風(fēng)水平，為電網(wǎng)接納風(fēng)電提供一種有效便捷的計算和評估方法，以確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

3 不同風(fēng)電出力水平下的電網(wǎng)棄風(fēng)量計算方法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

隨著風(fēng)電等新能源并網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在電網(wǎng)規(guī)劃中必須有效考量電網(wǎng)對風(fēng)電的接納能力，在電網(wǎng)建設(shè)和風(fēng)電消納之間做出合理權(quán)衡。

在電網(wǎng)規(guī)劃中，對風(fēng)電棄風(fēng)的考量有兩種方式，一是在規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)中考慮棄風(fēng)的懲罰費用；二是在規(guī)劃約束條件中對棄風(fēng)量或棄風(fēng)比例設(shè)置限制。

3.1 電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)中考慮棄風(fēng)懲罰

通過在規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)中考慮棄風(fēng)所帶來的懲罰費用，并根據(jù)實際需要設(shè)置相應(yīng)的權(quán)重，可在電網(wǎng)規(guī)劃中有效計及棄風(fēng)所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，具體流程如圖8所示。

圖8 目標(biāo)函數(shù)中考慮棄風(fēng)懲罰的電網(wǎng)規(guī)劃流程

第一步，輸入原始數(shù)據(jù)，包括規(guī)劃期、系統(tǒng)負(fù)荷數(shù)據(jù)、已有及待建輸電線路參數(shù)、發(fā)電機(jī)組參數(shù)、風(fēng)電歷史出力數(shù)據(jù)、線路投資成本、系統(tǒng)燃料費用、碳交易價格、碳排放罰金等，并開始優(yōu)化；

第二步，通過簡單潮流計算(采用最大負(fù)荷水平、風(fēng)電出力取統(tǒng)計均值)，生成電網(wǎng)規(guī)劃的初始可行方案集S，針對各初始方案sk(sk∈S，k=1,2,…,K，K為初始方案個數(shù))開展進(jìn)一步分析計算；

第三步，針對方案sk，執(zhí)行圖7所示的棄風(fēng)電量計算流程，并計算不同風(fēng)電出力水平下的棄風(fēng)懲罰費用；

第四步，計算各方案sk的綜合目標(biāo)函數(shù)值，求取各方案綜合目標(biāo)函數(shù)值并比較得到最優(yōu)方案。

3.2 電網(wǎng)規(guī)劃約束條件中考慮棄風(fēng)約束

通過在規(guī)劃約束條件中對棄風(fēng)期望值設(shè)置一定的限制，可將規(guī)劃電網(wǎng)的棄風(fēng)量限制在可接受的范圍之內(nèi)，具體流程如圖9所示。

圖9 約束條件中考慮棄風(fēng)限制的電網(wǎng)規(guī)劃流程

步驟一和二同上，步驟三針對方案sk，執(zhí)行圖7所示的棄風(fēng)電量計算流程，計算不同風(fēng)電出力水平下的棄風(fēng)懲罰費用期望值，判斷其加權(quán)值是否越限，若越限則調(diào)整規(guī)劃方案；若滿足要求則轉(zhuǎn)入下一個方案的計算。步驟四同上。

4 算例分析

為了驗證本文所提的棄風(fēng)計算方法及其在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用的有效性，以修改的新英格蘭10機(jī)39節(jié)點系統(tǒng)[1-2]為例進(jìn)行分析。算例系統(tǒng)共包含46條輸電線路(現(xiàn)有39條，待規(guī)劃交、直流線路分別為3條和2條，待規(guī)劃變電站支路2條)，發(fā)電機(jī)參數(shù)見表1，待選線路參數(shù)見表2，已有線路參數(shù)、規(guī)劃期內(nèi)逐年負(fù)荷見文獻(xiàn)[1]。

4.1 風(fēng)電節(jié)點梯形模糊隸屬度函數(shù)的求取

假設(shè)系統(tǒng)中節(jié)點33為風(fēng)電節(jié)點，風(fēng)電的歷史最大、最小和集中出力分別為：Pw,max=0.8PwN、Pw,min=0.1PwN、Pw,cen=0.5PwN。梯形模糊建模的分布參數(shù)為：α1=0.9、α2=1.1、β=0.5。根據(jù)公式可得梯形分布曲線的形狀參數(shù)分布為：Pwa=0.09PwN,Pwb=0.3PwN、Pwc=0.65PwN、Pwd=0.88PwN。根據(jù)公式(1)可得風(fēng)電的梯形模糊隸屬度函數(shù)。為了方便計算，選取梯形分布曲線的Pwb和Pwc點進(jìn)行分段線性化，即分段數(shù)為3。各區(qū)間參數(shù)見表3。

表3 風(fēng)電出力線性分段

區(qū)間出力水平Pwi,avSi/Sw10.09～0.30.1950.18420.3～0.650.3170.61430.65～0.880.7650.202

4.2 應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃

表4 待選初始方案

方案規(guī)劃期逐年投建線路12345AL3/L5/L6/L7L1/L2/L4BL3/L5/L6L7L1/L2/L4CL1/L2/L5/L6/L7L3L4DL1/L5/L6/L7L3L2/L4EL5/L6/L7L1/L3L2/L4FL3/L5/L6/L7L1L2/L4GL3/L5/L6L1/L7L2/L4

本節(jié)以在電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)中考慮棄風(fēng)所帶來的懲罰費用為例，分析棄風(fēng)電量模糊計算方法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用。在優(yōu)化模型中，由于輸電容量不足所導(dǎo)致的棄風(fēng)/棄水費用，主要通過間接增加的燃料和碳排放費用進(jìn)行衡量，具體參數(shù)可參見文獻(xiàn)[12]。

針對待規(guī)劃電網(wǎng)進(jìn)行初步潮流校驗和可行性分析的基礎(chǔ)上，擬定7個待選的電網(wǎng)建設(shè)方案，各方案規(guī)劃期內(nèi)逐年投建線路見表4。

圖10給出了各規(guī)劃方案的綜合費用和棄風(fēng)費用的貼現(xiàn)值。在規(guī)劃期前兩年，各方案均不需要新建輸電線路，新建的線路主要分布在規(guī)劃期的后三年。由表1可見，在規(guī)劃期第3年，風(fēng)電機(jī)組(節(jié)點33，100 MW)開始并網(wǎng)運行，同時新增了一個負(fù)荷節(jié)點(節(jié)點18，80 MW)，因而該年份線路L5、L6和L7計劃投運，在保證新負(fù)荷供應(yīng)的同時，也達(dá)到了充分利用風(fēng)電資源的目的；在規(guī)劃期第五年，隨著風(fēng)電裝機(jī)的迅速增長(節(jié)點33，600 MW)，線路L4計劃投運以提高電網(wǎng)風(fēng)電利用率。

圖10 各方案費用比較

除方案B和G外，其他方案均不存在棄風(fēng)/棄水現(xiàn)象。在方案B和G中，由于在規(guī)劃期第3年與風(fēng)電送出緊密相關(guān)的線路L7沒有及時投運，導(dǎo)致大量風(fēng)電無法外送，棄風(fēng)電量均達(dá)到219.3 GWh，相應(yīng)經(jīng)濟(jì)損失在方案B和G的綜合成本中分別占了16.02%和15.69%的比重，導(dǎo)致其綜合成本遠(yuǎn)高于其他方案。若不考慮該部分費用，方案B和G的綜合成本與其他方案相差不大?？梢?，由電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和輸電容量不合理所帶來的棄風(fēng)，將導(dǎo)致系統(tǒng)間接燃料成本和碳排放費用的增加，對電網(wǎng)規(guī)劃結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

5 結(jié)束語

本文采用梯形模糊隸屬度函數(shù)描述風(fēng)電出力的不確定性，并提出不同風(fēng)電出力水平下由于輸電系統(tǒng)容量不足所導(dǎo)致的棄風(fēng)電量的模糊計算方法，在有效模擬風(fēng)電出力特性的同時可降低計算工作量。從規(guī)劃目標(biāo)和約束條件兩個方面，分析了該方法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用。最后，以修改的新英格蘭10機(jī)39節(jié)點為例，驗證本文所提方法的有效性。

[1] Commission of the European Communities(CEC). Limiting Global Climate Change to 2 Degrees Celsius: The Way Ahead for 2020 and Beyond [R]. Brussels:Office for Official Publications of the European Communities,2007.

[2] ORTEGA-VAZQUEZ M A, KIRSCHEN D S. Estimating the Spinning Reserve Requirements in Systems with Significant Wind Power Generation Penetration[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2009, 24(1): 114-124.[3] SAIRAJ V D, ALEJANDRO D. A Framework to Determine the Probability Density Function for the Output Power of Wind Farms [C]//Proc. 2012 North American Power Symposium(NAPS), Champaign, IL, USA: 2012.

[4] LIU Xian. Combined Heat and Power Dispatch with Wind Power: A Stochastic Model and Solutions[C]//Proc. 2010 IEEE Power and Energy Society General Meeting, Minneapolis, MN, USA:2010.

[5] GAILEGO R A, MONTIEELLI A, ROMERO R. Comparative Studies on Non-convex Optimization Methods for Transmission Network Expansion Planning[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 1998, 13(3): 522-528.

[6] CHANG Chungfu. Reconfiguration and Capacitor Placement for Loss Reduction of Distribution Systems by Ant Colony Search Algorithm[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2008, 23(4): 1747-1755.

[7] RUEY-HSUN L, LIAO Jianhao. A Fuzzy Optimization Approach for Generation Scheduling with Wind and Solar Energy Systems[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2007, 22(4): 1665-1674.

[8] SIAHKALI H. Fuzzy Mid Term Unit Commitment Considering Large Scale Wind Farms[C]//Proc. of 2nd IEEE International Conference on Power and Energy (PECon 08), Johor Baharu, Malaysia:IEEE, 2008.

[9] SIAHKALI H, VAKILIAN M. Fuzzy Based Generation Scheduling of Power System with Large Scale Wind Farms[C]//Proc. of 2009 IEEE Bucharest Power Tech Conference, Bucharest, Romania:IEEE, 2009.

[10] PAI M A. Energy Function Analysis for Power System Stability[M]. Norwell: Kluwer Academic Publishers, 1989.

[11] LU Siyu, WU Yaowu, LOU Suhua, et al. A Model for Power System Transmission Network Expansion Planning Under Low-carbon Economy[C]//Proc. 2013 IEEE Power & Energy Society General Meeting, Vancouver, Canada:IEEE, 2013.

[12] 盧斯煜. 低碳經(jīng)濟(jì)下電力系統(tǒng)規(guī)劃相關(guān)問題研究[D]. 武漢：華中科技大學(xué)，2014.

(編輯 查黎)

Calculation Method for Wind Spillage Electric Quantity of Power Grid and Its Application in Transmission Network Expansion Planning

LU Siyu1, CHEN Lei2, ZHAO Rui1, WU Yaowu3, JIN Xiaoming1

(1.Electric Power Research Institute, CSG, Guangzhou, Guangdong 510080, China; 2. Guangdong Electric Power Design Institute of China Energy Engineering Group, Guangzhou, Guangdong 510663, China; 3. State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology at Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430074,China)

This paper uses trapezoidal fuzzy membership function to describe uncertainty of wind power output and proposes a fuzzy calculation method for wind spillage electric quantity caused by insufficient capacity of the power transmission system under different wind power output levels which can reduce calculation workload at the same time of effectively simulating characteristics of wind power output. In aspects of planning objective and constraint conditions, it discusses application of this method in transmission network expansion planning. Taking the modified New England 39-bus system for an example, it verifies validity of this method.

wind spillage of power grid; wind power fuzzy modeling; linear subsection; power transmission congestion; transmission network expansion planning

2016-05-27

中國南方電網(wǎng)公司2016年重點科技項目(KYKJXM00000021)

10.3969/j.issn.1007-290X.2016.10.006

TM 715

A

1007-290X(2016)10-0031-06

盧斯煜(1986)，男，廣東潮州人。工程師，工學(xué)博士，主要從事新能源發(fā)電、電力系統(tǒng)規(guī)劃方面的研究工作。

陳雷(1989)，女，江西吉安人。工程師，工學(xué)碩士，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃方面的研究工作。

趙睿(1986)，男，四川內(nèi)江人。工程師，工學(xué)博士，主要從事電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制方面的研究工作。