基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)安全優(yōu)化調度研究

【摘要】：近年來,能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重,風能作為一種儲量巨大的清潔可再生能源,在可再生能源發(fā)電中占有重要地位。隨著風電裝機并網容量的不斷增加,風電出力的隨機性、間歇性等不確定特性對電力系統(tǒng)調度運行的不利影響越來越顯著,因此需要通過建立更加合理的風電出力不確定模型和電力系統(tǒng)優(yōu)化調度模型來消除風電的影響,提高調度的經濟性和可靠性。本文在前人工作的基礎上,從風電出力和系統(tǒng)負荷不確定性的建模方法、調度模型和求解策略三方面對含風電電力系統(tǒng)優(yōu)化調度問題進行了研究,并提出了含風電電力系統(tǒng)的安全優(yōu)化調度模型。首先,針對風電出力和系統(tǒng)負荷的不確定性,建立了基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)經濟調度模型,模型考慮了機組的組合優(yōu)化,提出了區(qū)間保守度指標,并通過對風電出力和系統(tǒng)負荷預測誤差的分析建立兩者的區(qū)間模型,以區(qū)間可能度約束作為新的系統(tǒng)備用約束條件,提高調度運行的經濟性和可靠性。模型采用基于Benders分解的混合整數規(guī)劃算法進行求解。其次,為了進一步優(yōu)化系統(tǒng)的旋轉備用容量配置,提高系統(tǒng)調度運行的可靠性,本文將區(qū)間規(guī)劃理論和魯棒優(yōu)化思想相結合,提出魯棒備用調度模式,建立基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)安全優(yōu)化調度模型。模型在考慮常規(guī)機組的啟停成本、運行成本的基礎上,引入備用成本,并利用多場景技術,建立了多場景備用約束,形成了區(qū)間經濟調度和魯棒備用調度相結合的雙層調度模式,以實現機組出力與備用容量的統(tǒng)一協(xié)調配置。模型采用基于Benders分解的混合整數線性雙層規(guī)劃算法進行求解。最后,結合某含風電場的區(qū)域電網算例,通過MATLAB軟件對模型和算法進行編程實現,對上述兩種模型的可行性進行了驗證。通過對兩種模型算例結果的分析比較,首先驗證了區(qū)間經濟調度模型的有效性,其次驗證了基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)安全優(yōu)化調度模型可以實現機組出力與備用配置的協(xié)調優(yōu)化,使備用容量的配置具有目的性和前瞻性,提高調度的經濟性和可靠性。 【關鍵詞】：電力系統(tǒng)調度 區(qū)間規(guī)劃 魯棒備用調度 多場景技術 Benders分解
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM73;TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 含風電電力系統(tǒng)調度概述10-15
• 1.2.1 風電不確定性建模方法11-12
• 1.2.2 含風電電力系統(tǒng)的調度模型12-13
• 1.2.3 含風電電力系統(tǒng)調度的求解算法13-15
• 1.3 含風電電力系統(tǒng)調度的發(fā)展方向15-16
• 1.4 本文主要工作16-18
• 第2章 區(qū)間規(guī)劃理論18-26
• 2.1 基本概念18-19
• 2.1.1 區(qū)間數定義18-19
• 2.1.2 區(qū)間運算19
• 2.2 區(qū)間數的比較19-24
• 2.2.1 區(qū)間數關系的幾何表示20-21
• 2.2.2 基于區(qū)間可能度的比較方法21-24
• 2.3 基于區(qū)間可能度的不確定約束轉換24-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第3章 基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)經濟調度模型26-34
• 3.1 數學模型26-29
• 3.1.1 目標函數26-27
• 3.1.2 約束條件27-29
• 3.2 基于預測誤差的風電與負荷區(qū)間模型29-30
• 3.2.1 風電功率的區(qū)間模型29
• 3.2.2 系統(tǒng)負荷的區(qū)間模型29-30
• 3.2.3 區(qū)間保守度30
• 3.3 基于Benders分解的混合整數規(guī)劃算法30-33
• 3.3.1 混合整數規(guī)劃問題的標準形式30-31
• 3.3.2 算法步驟及流程圖31-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第4章 基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)安全優(yōu)化調度模型34-44
• 4.1 基于區(qū)間規(guī)劃的安全優(yōu)化調度模式34-37
• 4.1.1 系統(tǒng)等效負荷區(qū)間與場景34-35
• 4.1.2 魯棒備用調度模式35-37
• 4.1.3 區(qū)間經濟調度模式37
• 4.2 基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)安全優(yōu)化調度模型37-40
• 4.2.1 目標函數37-39
• 4.2.2 多場景備用約束條件39-40
• 4.3 求解策略40-43
• 4.3.1 線性化模型40-41
• 4.3.2 場景削減技術41
• 4.3.3 機組出力與備用配置協(xié)調的兩階段優(yōu)化調度41-42
• 4.3.4 基于Benders分解的混合整數線性雙層規(guī)劃算法42-43
• 4.4 本章小結43-44
• 第5章 算例分析44-54
• 5.1 算例說明44-46
• 5.2 基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)經濟調度模型46-48
• 5.2.1 模型求解46-47
• 5.2.2 結果分析47-48
• 5.3 基于區(qū)間規(guī)劃的含風電電力系統(tǒng)安全優(yōu)化調度模型48-53
• 5.3.1 算例求解48-52
• 5.3.2 結果分析52-53
• 5.4 本章小結53-54
• 第6章 結論及展望54-56
• 6.1 結論54
• 6.2 展望54-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況59-60
• 致謝60

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