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隨著新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，電網(wǎng)的不確定性逐漸從負(fù)荷單側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)樵础⒑呻p向不確定性。傳統(tǒng)調(diào)度模型在優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)中考慮棄風(fēng)、切負(fù)荷最小，其結(jié)果可能是系統(tǒng)為應(yīng)對(duì)不確定性不計(jì)代價(jià)地預(yù)留盡可能多的靈活性資源，這種粗放式的調(diào)度模式不僅帶來(lái)昂貴的運(yùn)行成本，且隨著更多新能源裝機(jī)和燃煤機(jī)組的退役，可調(diào)度的靈活性電源日益減少，使得該方法難以為繼。

因此，系統(tǒng)調(diào)度應(yīng)該具備對(duì)于靈活性資源提供運(yùn)營(yíng)所需靈活性大小的度量能力，從而實(shí)現(xiàn)靈活性資源調(diào)度的精打細(xì)算。另一方面，需求側(cè)資源的快速發(fā)展使得系統(tǒng)靈活性資源變得更加多樣化。在此背景下，研究面向源荷互動(dòng)的優(yōu)化調(diào)度策略，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)稀缺的靈活性資源用在刀刃上。

近年來(lái)眾多學(xué)者在優(yōu)化調(diào)度模型中考慮靈活性需求，增加系統(tǒng)運(yùn)行靈活性。部分學(xué)者應(yīng)用確定性模型，在模型中添加靈活性需求最小值約束，從而滿足一定范圍內(nèi)的系統(tǒng)不確定性，美國(guó)加州電力市場(chǎng)（California Independent System Operator, CAISO）和美國(guó)中西部電力市場(chǎng)（Midcontinent Independent System Operator, MISO）已將該調(diào)度模型應(yīng)用于實(shí)際中。

相關(guān)學(xué)者對(duì)增加系統(tǒng)運(yùn)行靈活性調(diào)度策略進(jìn)行了一定的研究，主要關(guān)注靈活性容量預(yù)留上，較少關(guān)注靈活性資源的爬坡響應(yīng)特性，即在實(shí)際調(diào)度時(shí)其可調(diào)度性。常規(guī)備用配置模型僅考慮單時(shí)段不確定性的影響；CAISO在其調(diào)度模型中關(guān)注了爬坡響應(yīng)特性，添加了時(shí)段間的爬坡約束。有學(xué)者在日前進(jìn)行備用配置時(shí)，考慮了機(jī)組備用爬坡的極端場(chǎng)景，爬坡約束更為嚴(yán)格，優(yōu)化調(diào)度結(jié)果能夠應(yīng)對(duì)不確定性置信區(qū)間內(nèi)的任一出力結(jié)果，但是其應(yīng)用在日內(nèi)及實(shí)時(shí)時(shí)間尺度的魯棒性較強(qiáng)，成本較高。

以上方法主要基于修改靈活性備用配置的爬坡約束，增加系統(tǒng)響應(yīng)靈活性需求的能力，但是沒(méi)有著眼于研究爬坡約束嚴(yán)格程度與系統(tǒng)靈活性可調(diào)度性之間的聯(lián)系，同時(shí)缺乏量化靈活性備用可調(diào)度性大小的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

針對(duì)這一問(wèn)題，東南大學(xué)電氣工程學(xué)院、中國(guó)電力科學(xué)研究院的研究人員提出場(chǎng)景覆蓋指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算系統(tǒng)基于已知靈活性備用配置結(jié)果的可覆蓋的不確定性場(chǎng)景集與目標(biāo)覆蓋場(chǎng)景集的比值，即可應(yīng)對(duì)的隨機(jī)場(chǎng)景比例，準(zhǔn)確描繪靈活性備用配置結(jié)果的可調(diào)度性大小。進(jìn)一步建立計(jì)及場(chǎng)景覆蓋指數(shù)與需求側(cè)參與的日內(nèi)靈活性資源平衡策略研究，該調(diào)度策略能夠根據(jù)決策者的風(fēng)險(xiǎn)偏好進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)度策略調(diào)整。

圖1 計(jì)及場(chǎng)景覆蓋指數(shù)與需求側(cè)參與的靈活性資源調(diào)度框架

圖2 模型轉(zhuǎn)換及求解示意圖

圖3 模型求解流程

研究人員基于場(chǎng)景覆蓋指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了靈活性資源可調(diào)度性對(duì)調(diào)度結(jié)果的影響。算例結(jié)果表明：

1）在調(diào)度模型中考慮場(chǎng)景覆蓋指數(shù)約束可以實(shí)現(xiàn)靈活性備用的合理配置，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性資源的可調(diào)度性。而在靈活性資源調(diào)度方面，考慮源荷互動(dòng)等需求響應(yīng)措施能夠進(jìn)一步在系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與靈活性方面達(dá)到雙贏。

2）根據(jù)運(yùn)行模擬結(jié)果，當(dāng)SCImin限值設(shè)置越高時(shí)，靈活性備用可覆蓋場(chǎng)景增多，降低了爬坡不足懲罰成本。但為實(shí)現(xiàn)更高的場(chǎng)景覆蓋指數(shù)必付出更高的備用配置成本反而有可能造成整體經(jīng)濟(jì)性下降。

綜合考慮兩方面要求，調(diào)度人員可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)需求，在靈活性調(diào)度中設(shè)置合適的SCI限值并采用該模型進(jìn)行靈活性爬坡備用的優(yōu)化設(shè)置。

研究人員指出，系統(tǒng)最終的棄風(fēng)量不僅與備用的可調(diào)度性有關(guān)，還與備用的預(yù)留量密切相關(guān)。本次研究將靈活性需求作為已知量進(jìn)行處理，未考慮靈活性需求量對(duì)系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化的影響。隨著新能源接入系統(tǒng)比例的增加，系統(tǒng)靈活性需求也將逐漸增加，有必要結(jié)合備用預(yù)留量及其可響應(yīng)量，對(duì)系統(tǒng)平衡策略進(jìn)行研究，今后將對(duì)此做更進(jìn)一步的深入探討。

本文編自2022年第13期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“計(jì)及爬坡場(chǎng)景覆蓋的高比例新能源電網(wǎng)平衡策略研究”。本課題得到國(guó)網(wǎng)公司科技項(xiàng)目資助（支持發(fā)電負(fù)荷雙側(cè)報(bào)價(jià)的省級(jí)日前電力現(xiàn)貨市場(chǎng)優(yōu)化出清技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)）的支持。