【中国电力科学研究院（耿建）】2024适应新型电力系统的广义机组组合优化报告_31页_2mb

报告摘要

适应新型电力系统的广义机组组合优化总结

核心内容

随着我国新能源装机容量持续增长，传统电力系统调度模式面临重大变革。新能源的高渗透率与间歇性、波动性特征，使得电力供需平衡变得更加复杂，原有的“源随荷动”调度方式已无法满足新型电力系统的运行需求。因此，研究广义机组组合优化调度模型，以提升系统灵活性和调节能力，成为保障电力供应与促进新能源消纳的关键手段。

主要观点

新能源发展现状
截至2023年底，我国新能源装机容量达到10.5亿千瓦，占电源总装机容量的36%，新能源占比显著提升，而煤电装机容量首次降至40%以下。等效负荷曲线呈现“峡谷型”特征，源荷时空错配问题突出。
调度模式转变
电力系统从“发电跟踪负荷”转变为“荷随源动”与“源荷互动”，调度需考虑更多灵活性资源，如可调节负荷、储能、电制氢等，以实现多资源协同互动。
广义机组组合优化调度模型
建立了涵盖多种资源（如煤电、风光、储能、可调节负荷、电制氢、特高压直流等）的广义SCUC模型，优化目标包括机组运行成本、调节资源成本、碳排放和弃风弃光量。优化对象从传统的发电侧资源扩展到源网荷储各环节资源。
关键技术问题和挑战
- 非单调、非凸特性增强：煤电机组灵活性改造后，运行区间扩大，边际成本曲线非单调递增，需引入离散变量进行线性化处理。
- 非独立高耦合性：资源之间存在强耦合关系，如储能与充放电状态、可调节负荷与用电行为、特高压直流与煤电机组运行方式等。
- 非刚性高柔性：负荷侧资源响应能力存在不确定性，难以刚性调用，需考虑其灵活性和不确定性。
- 非单一目标：不同时间段系统面临不同的优化目标，如新能源消纳与电力保供并存，需多目标协调优化。
- 规模迅速扩大：优化调度对象从89台煤电机组扩展至524个资源，导致模型复杂度显著增加，求解效率面临挑战。
实例验证
基于某省级电网数据，通过多场景仿真验证了广义SCUC模型的有效性。结果显示，引入多元资源后，系统调节能力提升显著，新能源大发期系统调节能力增加727万千瓦，提升了新能源消纳水平。同时，模型求解效率受到优化对象规模和非凸函数的影响，需进一步优化求解算法。