现代电网可靠性测试系统-VPP工作笔记

0.背景知识(1)分布式能源资源distributed energy resourceDERs的协同运行当小/中型发电机、负荷及储能设施的协同运行在技术上可行时可组建它们之间的异构联盟。位于同一配电网络中的分散式发电单元、储能设施及柔性负荷即分布式能源资源DERs的独立所有者可被整合以获得参与批发市场所需的足够规模。这种联盟被称为虚拟电厂VPP。位于微电网中的DERs亦可被统一起来在零售市场结构下实现联合运行。(2)DERs渗透率的不断提高给电网的可靠和经济运行带来挑战。2015年分布式能源中光伏装机达到6.06GW但是其利用率小于等于60%。1.现代电网可靠性测试系统RTS-79 在 1986 年进行了一次小幅更新RTS-86。此次更新特别侧重于改进与发电机组群相关的信息。此次更新新增的一些关键功能包括机组功率下调部分停运、负荷预测不确定性以及机组计划性检修。除了对失载概率LOLP、失载期望值LOLE和能量损失期望值LOEE等可靠性指标进行优化外该模型的规模也扩大了一倍以便用户能够探究多区域互联效应。RTS-86 是由两套相同的 RTS-79 模型通过一条额定容量为 300 MW 的 230 kV 连接线路连接而成的。为便于基准测试RTS-86 还提供了精确的系统可靠性指标。2.重点部分RTS‑GMLC 现代电网可靠性测试系统电网现代化实验室联盟可靠性测试系统RTS‑GMLC基于 1979 版与 1996 版可靠性测试系统RTS‑96开发。RTS‑GMLC 在 RTS‑96 基础上完成多项关键改进支持开展全年小时级、5 分钟级电网运行仿真SourceData目录存放全部 RTS‑GMLC 原始数据采用便于读取的 CSV 格式。FormattedData目录存放适配各类仿真工具的格式化输入数据集、由原始数据完成格式转换的脚本文件以及算例的求解示例结果。对于我们的收益分配研究不需要使用 RTS‑GMLC 的全部文件。最核心的是“网络—机组—储能—时序—备用—主体映射”六类数据。系统概述RTS‑GMLC 是由美国国家可再生能源实验室 NREL 发布、基于经典 IEEE RTS‑96 升级改造的现代电网可靠性测试算例用于高新能源渗透率场景下的生产模拟、调度优化与市场仿真研究该算例并不对应现实中某一套真实电网只是复刻美国西南部电网的资源、负荷与时序特征。 相比老版本 RTS‑79、RTS‑96它修正原有数据错误更新电源结构补充高分辨率的风光、水电、负荷时序数据适配日前、实时电力市场仿真是目前新能源电力系统领域广泛使用的公开标准算例arXiv。核心特征网络与规模共 73 个节点、120 条交流输电线路分为 3 个地理区域系统包含常规火电煤、核电、燃气联合循环 NG‑CC、燃气轮机 NG‑CT、水电、风电、光伏、光热等多元电源总装机规模约 10 GW 级别可模拟区域间功率交互与线路阻塞现象arXiv。时序数据增强提供全年的小时级日前时序与 5 min 级实时时序数据负荷、风电、光伏、水电的时间序列参考美国西南部 WECC 地区实测数据构建刻画新能源强波动性支持多时段生产成本优化仿真。电源结构现代化淘汰部分老旧燃油、燃煤机组大量引入燃气联合循环、燃气轮机大规模新增风电、分布式光伏、集中式光伏实现高新能源渗透更贴合现代低碳电力系统特征。新能源高比例接入这一块多格式开源数据数据集开源支持 MATPOWER、PLEXOS、PSS/E、Prescient、pandapower 等主流电力仿真工具便于复现各类研究结果。全是csv文件RTS-GMLC 的gen.csv共包含158 条资源设备记录。严格区分后其中包括154 台发电机组73 台常规机组和 81 台可再生能源/水电机组1 套储能装置50 MW/150 MWh3 台同步调相机。RTS_Data 文件夹内的数据采用通用 CSV 格式同时也提供适配各类电网建模工具的专用格式SourceData包含若干 CSV 文件完整描述全部 RTS-GMLC 数据集。FormattedData为每一种仿真工具单独建立子文件夹。每个工具目录下配套转换脚本可自动从 SourceData 完成数据格式转换同时各工具的计算结果存放在路径FormattedData/*tool*/*tool*_Solution中。目前支持的数据集格式如下