考慮輸電能力及輸電阻塞的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)多區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度

【摘要】：面對能源短缺和環(huán)境惡化的嚴(yán)峻形勢，世界各國都在積極尋求發(fā)展可再生能源，風(fēng)力發(fā)電以清潔經(jīng)濟(jì)、安全高效和可持續(xù)開發(fā)利用的優(yōu)勢得到大力發(fā)展。風(fēng)電的大規(guī)模集中并網(wǎng)使電力系統(tǒng)調(diào)度面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，從多空間尺度研究新型的區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度方法，以有效應(yīng)對風(fēng)電的波動性、隨機(jī)性等不確定性因素，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，并提高系統(tǒng)的風(fēng)電消納能力，具有非常重要的理論和工程應(yīng)用價值。本文基于多空間尺度的聯(lián)絡(luò)線輸送限制以及電量交易計劃，主要研究考慮輸電能力及輸電阻塞的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的多區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度模型與方法。 首先分析了大規(guī)模風(fēng)電場的短期出力Beta分布模型，并介紹了兩種包含風(fēng)電不確定性的電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)分析方法：基于概率論的解析法和基于隨機(jī)模擬的蒙特卡羅法，且采用拉丁超立方抽樣法進(jìn)行短期風(fēng)電出力模擬。針對含風(fēng)電不確定性的機(jī)會約束規(guī)劃模型，推導(dǎo)了風(fēng)電隨機(jī)波動與線路潮流的線性關(guān)系及卷積運(yùn)算，根據(jù)事先設(shè)定的置信水平把含隨機(jī)變量的機(jī)會約束轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的確定性等價懲罰函數(shù)并引入到目標(biāo)函數(shù)中，之后采用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行求解。 考慮電量交易計劃，對含大規(guī)模風(fēng)電場的電力系統(tǒng)的可用輸電能力進(jìn)行研究。首先基于連續(xù)潮流法，提出了線性預(yù)測關(guān)鍵約束的改進(jìn)算法，并引入到交流潮流模型中形成擴(kuò)展潮流方程求解電力系統(tǒng)確定性ATC，且推導(dǎo)了電力系統(tǒng)ATC對風(fēng)電等節(jié)點的注入功率波動的靈敏度快速估算模型。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的多維可視化注入功率空間，提出了一種采用分層類聚算法劃分蒙特卡羅抽樣樣本，綜合考慮發(fā)電機(jī)隨機(jī)故障、線路隨機(jī)故障、風(fēng)電場風(fēng)速、發(fā)電機(jī)出力和負(fù)荷波動等多種不確定因素的概率ATC快速計算方法，實時監(jiān)視、動態(tài)更新區(qū)域電網(wǎng)間計及安全約束的聯(lián)絡(luò)斷面極限傳輸容量。 針對我國遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、和高集中的風(fēng)電開發(fā)模式所引發(fā)的輸電阻塞問題進(jìn)行研究，運(yùn)用優(yōu)化調(diào)度積留量法建立了一套合理的多區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度方法。應(yīng)用預(yù)測概率分布表示風(fēng)電并網(wǎng)帶來的不確定性，在前瞻約束中添加聯(lián)絡(luò)線潮流約束，首先判斷最樂觀情況下是否存在使輸電斷面h時刻不越限的的發(fā)電計劃。如果存在，則t時刻的發(fā)電計劃滿足輸電斷面的前瞻約束；否則,就運(yùn)用機(jī)會約束規(guī)劃理論調(diào)整t時刻的發(fā)電計劃，合理協(xié)調(diào)互聯(lián)區(qū)域間的發(fā)電機(jī)出力，以及時消除電力系統(tǒng)的輸電阻塞現(xiàn)象，最大限度地消納風(fēng)電。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電消納 多時間尺度 多空間尺度 協(xié)調(diào)調(diào)度 可用輸電能力 蒙特卡羅模擬法 輸電阻塞 積留量法 機(jī)會約束規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614;TM73
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的影響11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 2 風(fēng)電不確定性數(shù)學(xué)分析方法17-26
• 2.1 引言17-18
• 2.2 風(fēng)電出力短期概率模型18-19
• 2.3 風(fēng)電不確定分析方法19-22
• 2.4 風(fēng)電不確定性的機(jī)會約束規(guī)劃22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 考慮輸電能力的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)多區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度26-42
• 3.1 引言26-27
• 3.2 大規(guī)模風(fēng)電場潮流計算模型27-29
• 3.3 ATC 擴(kuò)展潮流方程29-33
• 3.4 考慮風(fēng)電波動的靈敏度估算33-34
• 3.5 分層類聚算法對樣本進(jìn)行劃分34-36
• 3.6 算法流程36-37
• 3.7 算例分析37-40
• 3.8 本章小結(jié)40-42
• 4 考慮輸電阻塞的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)多區(qū)域協(xié)調(diào)調(diào)度42-56
• 4.1 引言42-43
• 4.2 考慮輸電阻塞的系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化調(diào)度43-47
• 4.3 輸電阻塞消除方法47-51
• 4.4 算例分析51-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 5 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56-57
• 5.2 今后工作展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-68
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果68-69
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目69

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