计及需求响应的电力系统优化调度模型及优化方法研究

发布时间：2020-11-05 05:42

　　 能源短缺和环境恶化问题日益严重促使人类寻找解决方案,开发利用可再生能源是目前取得共识的解决办法,但大规模开发具有随机性、间歇性特点的可再生能源并以集中或者分布方式接入电力系统给电力系统的稳定运行带来很大的隐患。同时,随着科学技术的发展和电力系统供应侧的柔性负荷显著增加,供应侧用户积极参与主能量系统运行的可行性和意愿都急剧增长。面对电力系统供需两侧都身处巨大变革,电力系统优化调度面临着模式转型,在该领域针对不确定性可再生能源消纳,柔性负荷需求响应调度和优化算法都亟需展开研究。本文从电力系统供需两侧协调优化调度为着力点,在其调度模型考虑可再生能源的随机性,需求侧自愿主动参与调度,对计及需求响应和可再生能源不确定性的的电力系统优化调度模型和优化算法进行了研究探讨,具体的创新点如下:·针对经典经济调度问题在考虑阀点效应和禁区约束等机组的运行特征导致优化问题由凸问题转化成非线性、非凸问题,传统的数学规划优化算法表现乏力。提出了基于萤火虫算法的基于混沌序列的自适应突变萤火虫算法,有效的求解了呈现出非线性、非凸特性的经典经济调度模型。·针对目前分布式发电蓬勃发展,而其地域分布广泛,由调度中心直接对海量的分布式能源优化调度存在困难且过多分布式能源直接接入电网会对电网的运行产生不良影响。基于此,本文建立了通过虚拟电厂整合分布式发电资源参与电力市场的优化调度模型,模型中考虑了可再生能源、储能系统和动态电力市场价格,以虚拟电厂自身运行成本最小为目标,优化分布式发电资源出力分配。并针对所建立模型具有非线性、非凸特征,难以直接应用传统数学规划优化算法进行有效求解,提出基于确定性序列的自适应差分进化算法求解模型,并通过与其他著名的优化算法对比,验证了算法的有效性。·建立了考虑风电随机性和需求响应的电力系统供需两侧联合优化调度模型,以系统的社会收益最大化为目标同时对系统供需两侧的资源进行优化配置,该模型有效的实现了可再生能源消纳和满足了需求侧主动参与系统运行的意愿,提升了系统的经济效益和环境效益。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM73
【部分图文】：

无污染气体排放的特点，成了世界各国的宠儿，尤为重要的一点是它们对于??人类发展来说是取之不竭的、用之不尽的。近年来，世界各国和地区都对风电、光伏??的发展给予物质和精神上的双重高度关注，风能利用技术的迅猛发展极大地降低了风??电的运行成本，加之各国为实现环境保护和争夺在风能产业的话语权，对风能行业实??施强有力的扶持补贴政策，带动了风电行业的跨越式发展，风电的装机也逐年增加。??世界风能协会（Ｗｏｒｌｄ?Ｗｉｎｄ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，?ＷＷＥＡ）?２０１９年２月?２５?日公布２０１８年全球??风电新增装机统计数据，２０１８年新增装机５３．９ＧＷ，略高于２０１７年的５２．５５２ＧＷ，图１．２罗??

还有不可忽视的现实因素，那就是在电力系统的实际运行当中，电网运行人员为??保证满足电网的安全稳定运行约束而无奈弃风、弃光的现象屡见不鲜，造成资源的??严重浪费。虽然到２０１８年１季度为止，我国的弃风现象有了进一步好转。图１．４展示了??我国从２０１６年第一季度到２０１８年第一季度的全国风电弃风率趋势对比，我国的弃风率??由２０１６年第一季度的２５％以上减少为２０１８年第一季度的８．５％，且２０１８年第一季度弃风电??量９１亿千瓦时，同比减少４４亿，全国弃风电量和弃风率持续“双降”，行业趋势持续向??好。但对于电力系统的安全稳定运行来说，形势依然十分严峻，这从根本上说问题来??自于电力系统的灵活性不足，电力系统中灵活性资源的发展不足和对电力系统灵活性??资源配置的失当限制了风电等可再生能源在电力系统的进一步发展。虽然前进的道路??困难重重，但是风电、光伏等具有较强随机性、波动性特质的能源消纳己经成为未来??我国全面实施建设智能电网面临的一个不得不解决的重要课题。幸运的是，从目前的??情况来说

的元启发式优化算法类似，在萤火虫算法中，萤火虫通过向更亮它们的位置，而更新位置的方式可表达如下：??４，?＋＾（４，?－?＋?（ｙｋ（ｒａｎｄ（．）ｉｘＤ?－?０．５），??〇?＜?ｉｆＦｃ（４）＜Ｆｃ（４ｊ？ｘ＾ｎ?，?ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ．??随机移动因子，通常根据被优化问题的特性从［０，１］的范围选取用０到１的均匀分布随机生成的数。??于混沌序列的突变萤火虫算法??火虫算法具有简单易懂，控制参数少，具有能够同时寻优全局能力的优势，应用萤火虫算法去解决电力系统的优化问题引起广功的解决了许多电力系统的优化问题，证明了其在解决电力系
【参考文献】

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1 鞠立伟;秦超;吴鸿亮;何璞玉;于超;谭忠富;;计及多类型需求响应的风电消纳随机优化调度模型[J];电网技术;2015年07期

2 曾丹;姚建国;杨胜春;王珂;周竞;李亚平;;应对风电消纳中基于安全约束的价格型需求响应优化调度建模[J];中国电机工程学报;2014年31期

3 潘小辉;王蓓蓓;李扬;;国外需求响应技术及项目实践[J];电力需求侧管理;2013年01期

4 孙晓明;王玮;苏粟;姜久春;徐丽杰;何宣虎;;基于分时电价的电动汽车有序充电控制策略设计[J];电力系统自动化;2013年01期

5 张国新;王蓓蓓;;引入需求响应的电力市场运行研究及对我国电力市场改革的思考[J];电力自动化设备;2008年10期

6 丁伟,袁家海,胡兆光;基于用户价格响应和满意度的峰谷分时电价决策模型[J];电力系统自动化;2005年20期

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1 周树鹏;考虑需求响应的电力系统优化调度模型与方法研究[D];华北电力大学(北京);2017年

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1 曹慧秋;计及需求响应的含风电电力系统日前经济调度[D];武汉大学;2018年

本文编号：2871209