基于弱鲁棒优化理论的综合能源系统调度优化研究

发布时间：2020-07-23 23:08

【摘要】：近年来随着经济和社会的发展,天然气发电比重的不断增加,在综合能源系统中风电系统和天然气系统的耦合程度随之加深,同时风电系统的不确定性对传统的调度带来了巨大的挑战。为此本文引入电转气装置和考虑需求响应可以减少弃风电量,增强风电消纳的能力,改善综合能源系统的运行经济性,实现对电力系统电负荷的“削峰填谷”。在此背景下,建立具有热电联产机组,运用电转气技术、循环流化床锅炉和燃气机组的综合能源调度模型。在对模型的优化、目标函数的实现和优化算法的改进这几个方面展开研究。首先,针对风电的不确定性,借鉴传统鲁棒优化理论,以运行成本最小和污染物排放量最少为目标,重新构建综合能源调度优化模型。为弥补传统鲁棒优化理论的不足,提出改进的弱鲁棒优化,引入弱鲁棒系数,来改善传统鲁棒优化的保守性以及对目标函数恶化的处理。通过调节弱鲁棒系数得到不同保守程度下的最优解。其次,在原有的基于弱鲁棒优化的综合能源调度模型下,考虑需求响应,设计一个双层优化系统结构,来对综合能源系统电与气进行分层优化。体现了上层与下层的耦合关系,通过优化层的相互响应的关系,并结合改进的弱鲁棒优化,实现对电/气系统的协调优化实现在调度周期内的风电消纳。最后,以综合能源经济成本以需求响应成本之和最小为目标建立综合能源调度优化模型,采用罚函数对约束条件和目标函数进行处理,采用改进的细菌群体趋药性算法对模型进行优化求解。通过算例仿真验证所提模型的可行性和经济性,以及算改进算法的正确性和有效性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM73;TK01
【图文】：

图 2-1 风电机组出力对比图 本章小结本章是文章中模型构建的理论部分。介绍的主要有以下几点：(1) 在介绍不确定性问题时，主要是介绍了含不确定性参数的优化问题，即确定因素会对在目标空间中的解会产生较大的影响。最后介绍了传统的鲁棒不确定性问题相结合建立模型，以及其模型存在的问题。(2) 在传统的鲁棒优化理论中主要是介绍了其具体内容及基本的表示形式，理论对调度结果具有鲁棒性能，使得优化解都在可行域内。(3) 根据传统的鲁棒优化中存在难以对目标函数不同程度恶化的处理问题，的弱鲁棒优化理论。引入弱鲁棒系数，通过调节弱鲁棒系数，可得到不同保的最优解，在满足不同场景恶化的条件下，兼顾决策方案的鲁棒性、经济性型与实际决策环境更为接近并且更具有实际意义。

如表 3-2 所示。表 3-2 改进 BCC 算法的仿真参数细菌个数 100变量个数 13目标个数 2移动步数 300场景期望 0.0001初始精度 2%精度更新常数 1.25细菌初始速度 1控制因子 0.01 3-2 可知，为了使细菌快速集中，初始移动的速度比较大。到后期跳跃而无法达到极值点，速度则保持在较小的值。

方案一 40.3972 18.9126方案二 38.3492 17.9126图3-3与图3-4可知，虽然系统在实际场景下若风电出力的波动较大则无法承受，但是可看出图 3-3 风电出力与图 3-5 波动基本一致。在实际算例系统中，风电出力区间范围较大。如图 3-4 可知，风电出力的最大值在 3 时为 142.326MW，而最小出力在 12 时，为 31.174MW，其差值为 111.152MW。如图 3-4 可知，最大出力在 3 时为117.643MW

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本文编号：2767962