(新疆伊犁库克苏河水电开发有限公司新疆伊宁835000)
摘要：风机的随机性与风电功率的预测误差有着十分紧密的关系。风电出力在指定时空尺度上逐点变化的特性就是风电的波动性。在本文中对于风电功率预测误差和风电功率波动进行了研究，在研究的过程中研究了风电的随机性，风电的波动性、也对风电备用需求的模型进行了建立。风电运行风险在风电备用需求与系统运行备用需求之间进行了定位，又建立了风电运行风险与备用协调优化模型。在模拟实验中，对预约系统会封店提供的运行费用不足造成复合成本与风能浪费成本的问题进行了考虑。本次的研究验证了模型的正确与有效，为日后风电功率的提升与节俭打下了基础。
关键词：风电运行风险;备用协调优化;调度方法
风力发电是我国比较常见的可再生能源发电技术，风力发电自身随机性较大、波动性较强，可调控性较差和预测精度低。这些问题就让大规模风电并网技术增加了难度，在电网调度的过程中，比较看重的就是合理的备用容量。得用容量的大小，关乎着并网风电运行的安全性。系统运行备用不足时，并网风电，只有存在安全风险。当下最应该进行解决的问题就是风力出现随机波动时如何确定合理备用容量。在本次研究中，调度模型进行了风电预测误差的设计，也兼顾了备用流量的购买成本，让备用容量在不同机组分时段进行优化配置。本次的研究让风电系统的运行并容量配置进行了方案的提供，也可以通过风电出力预测误差进行封电的备用需求的分析。
一、风电备用需求模型
1.1风电出力特征对备用需求的影响
风力发电的随机性就是指随着时间的变化，风力出率指数在不断地进行波动。风力发电随机性分为湍流性质随机性与风电规律认识不足无法精确预测随机性。在本次研究中主要介绍了风电规律认识不足无法精确预测随机性。风电功率预测误差采用备用容量作为资源，风电出力波动就是风电功率在某一空间使度上相邻时间段的变化。为了保证风力发电系统的运行稳定与安全，就需要系统备用容量。
1.2风电功率预测误差对运行备用的需求
我国能源消费区在季风区，风电出力在不同季风有很大的差异。通过对于风速的季节特性和日特性，在大量资料的积淀下，可以得出一个季度内每天相同时刻具有相同的概率分布结论。在本次的研究中认为一个季度内每天相同时段风电功率预测误差有相同概率分布。以绝对误差与风电装机比值表示电功率预测误差，可以让不同季节的风电功率预测误差分布模型成立。
1.3风电功率波动对运行备用的需求
风电场出力波动与其出力水平有着紧密的联系，出力水平直接影响着处理波动。在本次的研究中通过风电出力变化进行风电功率波动的表示。在模型中体现调度时段内的风电功率波动的持续上升与下降，就每二十分钟取一次。随着风电功率在不同出力区间，风电功率的规律性也在变化。取分段功率容量值为一个固定值，进行风电功率波动的统计，由此进行风电功率波动的功率状态概率分布模型的建立。在风电功率波动概率中选取合适的数值设定置信区间。选取时段，确定时段需要为风电功率波动额外配置调节的备用容量。
二、协调优化调度模型
2.1风电运行风险
选取的时段中，系统为并网风电所准备的运行备用容量大于需求，就会让系统可以进行稳定、安全的接纳风电并网区间内的风电功率。当系统为并网风电所准备的运行备用容量小于需求，系统的运行就存在着失负荷风险，也许会产生风能浪费的情况。这时需要进行并网风电运行风险的定义，首先要将机组在当前调度时段内可以提供的运行备用容量限值进行确定；然后根据系统为风电提供的备用容量，确定由风电引起的失负荷风险和风能浪费现象；最后定义并网风电运行风险。在本次的研究中将将由风电引起的失负荷风险和风能浪费风险定义为风电并网运行风险。
2.2目标函数
目标函数的组成包括了机组运行成本、系统运行备用成本、并网风电运行风险惩罚成本。
三、算例分析
在本次的研究中协调优化调度问题为混合整数二次规划问题。数据来源于我国某风电场，此的风电场装机容量为180mW，电场运行成本取为12元/mW。虽然不同季节风电功率预测误差及波动的概率分布模型因风电特性不同存在差异，但是本次研究对于不同季节的概率分布模型的建模方法以及在调度模型中的处理方式都是一致的。为了让研究可以合理的进行在本次的研究中设定三个环境。一：损耗取预测负荷的5%，负荷不确定性取备用容量的需求负荷预测值的1%，风电功率预测误差及风电功率波动的置信度为0.8，风电功率波动的分段功率容量为40mW。二：风电出力高不确定性，在这样的情况下就需要对于风电备用容量需求时就要对风电功率预测误差及风电功率波动的置信度进行重新的确定，风电功率波动的置信度定为0.95，风电功率波动的分段功率容量为40mW，损耗取预测负荷的5%，负荷不确定性取备用容量的需求负荷预测值的1%。三：损耗取预测负荷的5%，负荷不确定性取备用容量的需求负荷预测值的1%，风电功率预测误差及风电功率波动的置信度为0.8，风电功率波动的分段功率容量为80mW。
在研究的过程中，对比与一和二的实验过程可以得出，置信度取值增大，就需要对备用容量进行增加。在二中，为了让备用区段更加的可以被满足，在一些时间段内需要增加机组的运行，但这样的举动会让运行的成本得到增加，让发电的经济效益降低。在实验一中的某个时段与实验二的某个时段都发生了失负荷风险。发生失负荷风险的原因为上调备用不能满足其需求，这样的情况下就需要使用增开机组对于风电的上调备用需求进行满足，但这样的举动会让运行的成本得到增加，让发电的经济效益降低。
四、结束语
在本文的实验中对于风电的不确定性进行了分析，对于风电功率预测误差的时段概率分布模型、风电功率波动的功率状态概率分布模型进行了完善的构建，让风电的随机性和波动性得到表达。模型的建立很是全面，对于风电并网引起的运行风险进行了降低，让大规模风电并网系统的备用配置得到了良好的提升。
参考文献
[1]王扬.基于机会约束目标规划的含风电电力系统优化调度研究[D].华北电力大学(北京),2017.
[2]公昊.基于条件风险价值的含风电电力系统优化调度研究[D].山东大学,2017.