中长期安全约束机组组合优化研究

发布时间：2017-09-06 22:33

  本文关键词：中长期安全约束机组组合优化研究

  更多相关文章： 中长期安全约束机组组合 时间耦合约束分析 电力电量耦合重构 安全约束多态等时长 国内外案例仿真 多电源配合

【摘要】：目前电网规模的持续扩大以及高电压等级输电线路的架设,对电网的安全可靠运行提出了更加严格的要求,对更长优化周期的运行效益挖掘和更高精度的优化计算提出了更加严格的要求。为了在更大规模和时间尺度上推广安全约束机组组合优化技术,建立一套适于我国国情的完整的优化计算模型和相应的工程软件,本文对中长期安全约束机组组合进行了研究。首先根据电力元件的物理特性与系统特性,分析并建立了常规火电机组、联合循环机组、抽水蓄能机组、库容式水电机组、联络线的特性模型,同时对以计划电量完成进度为指标的注册电厂进行了发电量建模。进而结合系统运行约束,提出包含经济效益最优、电量进度最优和安全程度最优3类目标的安全约束机组组合模型。其中,联合循环机组建模中提出的模态转移矩阵可以推广于任意类型机组的运行状态相关约束建模,便于系统化。中长期安全约束机组组合相比日前,其特殊性在于从实际生产安排转向到基于国情的政策与战略制定上。对我国的中长期问题而言,机组最小启停时间约束比爬坡／滑坡约束具有更高的工程参考意义,是中长期问题中最重要的时间耦合约束。本文结合割平面理论,采用放缩不等式的方法,调整有效不等式的约束变量关系,建立最优启停时间约束模型,得以合理缩小初始可行域、迅速得到最优解。据此建立的模型通过相关算例验证有效。我国中长期问题的另一个特点是存在考虑电量计划进度追踪的电力电量耦合关系,在引入平均负荷率这一重要指标情况下,需要重构电力与电量间耦合关系。本文采用平滑爬坡的方式对引入的平均负荷率进行受限,重构电力电量间的关系,保证计算效率的同时提高解的可信度。据此建立的模型通过相关算例验证有效。最后,中长期问题的网络安全约束具有高复杂度的时间空间双耦合特性,有必要结合工程实际进行简化建模。为此,本文提出分态等时长校核模型与多态不等长校核模型,并重点分析了前者的工程可行性。通过设计国内外典型案例仿真验证了模型的正确性和工程实用性。IEEE118案例验证了模型的正确性,在经济效益最优目标下,对比分析了多电源配合情况与火电供电情况下的优化结果。我国某区域电网案例验证了模型的工程实用性,在电量进度最优目标下,满足进度均衡的同时使得机组的负荷率合理受限,更具有实际参考价值。综上所述,本文建立了一套完整的中长期安全约束机组组合优化计算模型,并研发出相应软件。该模型既适于我国现阶段电力市场,又可以应用于未来充分市场化的电力市场。
【关键词】：中长期安全约束机组组合 时间耦合约束分析 电力电量耦合重构 安全约束多态等时长 国内外案例仿真 多电源配合
【学位授予单位】：中国电力科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 机组组合问题的演进10-12
• 1.2 国内外机组组合发展现状及未来发展趋势12-13
• 1.3 中长期安全约束机组组合研究的必要性13-14
• 1.4 论文主要工作14-16
• 第二章 安全约束机组组合建模16-33
• 2.1 机组组合元件建模16-26
• 2.1.1 燃煤火电机组建模16-19
• 2.1.2 联合循环机组及燃气机组建模19-22
• 2.1.3 抽水蓄能机组及蓄水式机组建模22-25
• 2.1.4 其他机组与联络线建模25-26
• 2.1.5 注册电厂建模26
• 2.2 安全约束机组组合模型26-29
• 2.2.1 目标函数27-28
• 2.2.2 约束条件28-29
• 2.3 优化方法29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 中长期安全约束机组组合建模33-70
• 3.1 中长期机组组合与日前机组组合对比33-34
• 3.2 时间耦合约束分析建模34-50
• 3.2.1 有效不等式与割平面理论35-36
• 3.2.2 启停时间约束的4类建模分析36-41
• 3.2.3 算例41-50
• 3.3 中长期电力电量耦合约束分析建模50-64
• 3.3.1 联合负荷率的中长期机组组合模型51-54
• 3.3.2 考虑平滑爬坡的电力电量耦合关系分析54-55
• 3.3.3 算例55-64
• 3.4 安全约束的简化建模64-69
• 3.4.1 网络安全约束建模65-67
• 3.4.2 分态等时长校核模型67-68
• 3.4.3 多态不等长校核模型68-69
• 3.5 本章小结69-70
• 第四章 算例分析70-92
• 4.1 系统介绍与案例设计70-72
• 4.2 IEEE118案例72-77
• 4.2.1 IEEE118案例输入72-74
• 4.2.2 IEEE118案例结果74-77
• 4.3 某区域电网案例77-90
• 4.3.1 某区域电网案例输入77-80
• 4.3.2 某区域电网案例结果80-90
• 4.4 案例分析90-92
• 第五章 总结与展望92-94
• 参考文献94-98
• 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果98-99
• 致谢99

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