多风场接入的大电网动态经济调度建模及其随机优化方法研究

发布时间：2017-09-18 15:06

  本文关键词：多风场接入的大电网动态经济调度建模及其随机优化方法研究

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【摘要】：大规模多风电场的并网运行为电网经济调度带来巨大挑战,为研究风电场随机出力特性,本文引入Copula理论和熵权理论构建了并网运行的多风电场间输出功率的联合分布模型,以描述多风电场间由于地域和天气相似性而导致的出力相关性;随后,提出了基于风电场相关性的场景生成方法,并提出考虑风电场相关性的动态经济调度模型,验证了风电相关性对调度造成的影响。为了提高含多风电场的实际大电网动态经济调度的求解速度,并准确描述风电场的随机特性和相关特性,本文提出了基于Copula和二阶段带补偿算法的日前24点动态经济调度随机优化模型,该模型是以总燃耗量费用、污染气体排放费用和购电费用最小为目标的节能经济调度模型;针对模型中风电输出功率的随机性和多时段间电网运行约束的耦合性,本文引入二阶段补偿算法对该动态经济调度随机优化模型进行求解。求解过程中在含随机变量的约束条件中引入补偿变量,将原模型转化为两阶段模型:第一阶段为仅含常规变量约束,而在目标函数中增加补偿量期望值的优化模型;第二阶段为含随机变量约束,并以基于Copula概率分布的补偿量惩罚期望值最小为目标的优化模型;通过该两阶段模型间的交替迭代求得最优解。IEEE118节点系统和某省级实际大电网的算例结果表明:考虑风电场间输出功率的相关性更能体现含多风电场的电网经济调度的实际情况,二阶段带补偿算法能量化风电对电网安全经济所造成冲击,并给出该冲击对电网所造成补偿费用的最小值,为调度人员提供可靠的决策依据;同时该算法具有计算规模小,求解速度快的优点。由此可见本文所提随机优化方法的有效性和使用性。
【关键词】：Copula理论 熵权理论 相关性场景 二阶段带补偿算法 随机优化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73;TM743
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 选题背景和研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 电力系统的动态经济调度10-11
• 1.2.2 风电接入后的电网动态经济调度11-14
• 1.2.3 风电出力相关性研究进展14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第二章 描述多风场出力相关性的Copula联合分布建模16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 Copula理论16-21
• 2.2.1 Copula函数定义16-17
• 2.2.2 基于Copula函数的相关性测度17-18
• 2.2.3 常用Copula函数及其特性分析18-21
• 2.3 多风电场Copula联合分布建模21-22
• 2.4 基于熵权法的Copula模型选优22-24
• 2.5 算例分析24-28
• 2.5.1 两风电场出力特性分析24-26
• 2.5.2 两风电场出力间的联合Copula分布函数的构建26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 基于多风电场相关性场景选取的动态经济调度29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 考虑多风电场相关性的出力场景生成方法29-31
• 3.2.1 场景化思想29-30
• 3.2.2 场景生成步骤30-31
• 3.3 基于风电场场景选取的电网动态经济调度模型31-33
• 3.3.1 目标函数31
• 3.3.2 约束条件31-33
• 3.4 模型的求解33-34
• 3.5 算例分析34-38
• 3.5.1 生成场景34-37
• 3.5.2 计算结果分析37-38
• 3.5.3 实用性分析38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 基于Copula和二阶段带补偿算法的动态经济调度随机优化模型39-57
• 4.1 引言39-40
• 4.2 二阶段带补偿模型40-43
• 4.2.1 物理模型40-41
• 4.2.2 建模思路41-42
• 4.2.3 模型的求解42-43
• 4.3 含多风场的电网经济调度随机优化模型43-46
• 4.3.1 目标函数43-44
• 4.3.2 约束条件44-46
• 4.4 二阶段带补偿算法应用于动态经济调度模型的求解46-48
• 4.4.1 含风电场的二阶段建模过程46-47
• 4.4.2 算法的实现流程47-48
• 4.5 算例分析48-56
• 4.5.1 IEEE 118系统算例48-51
• 4.5.2 某实际省级电网算例51-56
• 4.6 结论56-57
• 结论与展望57-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果63-64
• 致谢64-65
• 答辩委员会对论文的评定意见65

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本文编号：876225