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新能源出力具有較強(qiáng)的間歇性和波動(dòng)性，高比例新能源并入配網(wǎng)，導(dǎo)致靈活調(diào)節(jié)資源需求大幅增加，新能源的高效優(yōu)質(zhì)消納成為難題。國家發(fā)改委發(fā)布指導(dǎo)意見，明確提出要強(qiáng)化源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)間協(xié)調(diào)互動(dòng)，充分挖掘系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力和需求側(cè)資源。

目前已有大量研究考慮大電網(wǎng)靈活性資源建立新能源消納模型，以解決大規(guī)模新能源場站的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。然而，配電網(wǎng)和大電網(wǎng)在運(yùn)行邊界、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特征等方面存在較大差異，兩者的新能源消納限制因素、靈活性資源類型和協(xié)同運(yùn)行方式等并不相同。

因此，現(xiàn)有研究提出的考慮多種靈活性資源的大電網(wǎng)新能源消納模型，難以適用于配電網(wǎng)，對靈活性措施的考慮較為單一，難以滿足高比例新能源并網(wǎng)消納的靈活性需求，且傳統(tǒng)網(wǎng)架靈活性建模復(fù)雜，消納模型難以高效求解。

為此，針對雙碳目標(biāo)下高比例新能源并網(wǎng)造成的靈活性調(diào)節(jié)資源匱乏及高效消納難題，輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院）、國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、南洋理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院的研究人員姜云鵬、任洲洋、李秋燕、郭勇、徐巖，在2022年第7期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，提出一種考慮多靈活性資源協(xié)調(diào)調(diào)度的配電網(wǎng)新能源消納策略。

他們首先建立多靈活性資源靈活互動(dòng)特性的刻畫方法，兼顧配電網(wǎng)新能源消納水平與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，構(gòu)建考慮多靈活性資源協(xié)調(diào)調(diào)度的新能源優(yōu)化消納模型；然后，為尋找優(yōu)化消納模型非支配解的可行域，基于雙層嵌套結(jié)構(gòu)建立多目標(biāo)優(yōu)化求解方法，并提出一種復(fù)合型線性化策略，將復(fù)雜的多目標(biāo)非線性非凸優(yōu)化消納模型轉(zhuǎn)換為多目標(biāo)混合整數(shù)線性優(yōu)化問題，從而實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化消納模型的高效求解。

圖1 多靈活性資源協(xié)調(diào)調(diào)度機(jī)理示意圖

研究人員最后采用IEEE 33節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng)和中國某地級市110kV配電網(wǎng)，驗(yàn)證所提消納策略的有效性和適應(yīng)性，并得出如下結(jié)論：

1）在深入研究多靈活性資源協(xié)調(diào)調(diào)度對新能源優(yōu)質(zhì)消納作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過全面刻畫多環(huán)節(jié)靈活性資源的靈活互動(dòng)特性，充分發(fā)揮多靈活性資源間的協(xié)調(diào)互動(dòng)特性，顯著提升了新能源消納電量，大幅降低了配電網(wǎng)運(yùn)行成本。

2）多靈活性資源的協(xié)調(diào)調(diào)度可充分利用源荷儲側(cè)靈活的有功-無功調(diào)節(jié)能力，以及網(wǎng)絡(luò)側(cè)靈活傳輸通道，可大幅改善配網(wǎng)潮流分布和電壓水平，有效緩解配電網(wǎng)新能源消納限制因素的制約作用。

3）多靈活性資源的協(xié)調(diào)調(diào)度策略存在多樣化，將導(dǎo)致迥異的消納策略，而統(tǒng)籌兼顧新能源消納電量和配電網(wǎng)運(yùn)行成本，構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化消納模型，制定新能源消納策略，可以經(jīng)濟(jì)、有效地協(xié)調(diào)調(diào)度多靈活性資源，達(dá)到以配電網(wǎng)運(yùn)行成本最小化來實(shí)現(xiàn)新能源消納電量最大化的目的。

4）設(shè)計(jì)雙層嵌套結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解方法，并基于復(fù)合型線性化策略線性化處理新能源優(yōu)化消納模型，能夠在保證求解結(jié)果最優(yōu)性的同時(shí)，大幅度降低求解難度，有效提升求解效率。

本文編自2022年第7期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“考慮多靈活性資源協(xié)調(diào)調(diào)度的配電網(wǎng)新能源消納策略”。論文第一作者為姜云鵬，1995年生，博士研究生，研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)新能源消納、區(qū)域綜合能源系統(tǒng)等。通訊作者為任洲洋 ，1986年生，副教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏δ茉聪到y(tǒng)低碳運(yùn)行及規(guī)劃、人工智能等。本課題得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目的支持。