计及风电随机性的机组出力调整和频率约束的两阶段经济调度

发布时间：2017-10-12 05:07

  本文关键词：计及风电随机性的机组出力调整和频率约束的两阶段经济调度

  更多相关文章： 两阶段决策 机组出力调整 频率约束 条件风险价值 经济调度 对偶动态规划算法

【摘要】：随着能源与环境问题的日趋严重,新能源得到了长足的发展。风能作为一种可再生的清洁能源,已成为能够替代化石能源发电的重要能源之一。然而,风电的随机性给电力系统的调度带来了诸多挑战。另外随着智能电网的发展,多途径可获得随机变量的预测信息,且越接近运行时刻所获得的随机变量信息越准确。因此为了获得更大的社会效益,在运行时刻前做多次决策,并且构造一个一体化模型就显得尤为重要。论文基于多阶段决策的思想提出了计及风电随机性的两阶段经济调度一体化模型和计算方法。针对风力发电的随机性以及电力系统的运行风险,论文采用条件风险价值(Conditional Value-at-Risk:CVaR)方法来刻画各支路不满足安全运行的概率,从而构建了CVaR安全约束下的两阶段经济调度一体化模型。对于模型的求解,首先采用光滑化策略将模型转变为连续的优化问题,然后采用对偶动态规划算法对光滑化后的模型进行求解,数值试验以IEEE30节点系统为例,通过设置不同的置信水平,不同的风险值,是否考虑风电并网和阀点效应,分析系统发电总成本的变化。进一步为了确保系统频率在事故后较短时间内恢复正常而不导致频率崩溃,论文构建了考虑事故后频率约束的两阶段经济调度一体化模型。模型构建上加入了高估和低估风机可用输出功率的惩罚成本,并在第二阶段的约束中加入了频率约束。针对模型的非光滑性,同样采用光滑化方法对其进行处理,并以IEEE30节点系统为例进行仿真,分析了频率约束和风电惩罚对运行成本的影响,风电可用输出功率大小对第一阶段机组出力的影响等。计算结果检验了构建模型的合理性和有效性。论文研究的问题结合了当前电力系统智能运行新环境,充分融合考虑了电力智能运行环境下的多信息条件,将多阶段决策的思想运用于系统的经济运行,提出的新模型和算法采用了数学和经济领域新的有效方法。论文中所采取的方法可有效解决事故条件下系统的经济调度问题,为系统的优化运行决策提供了可行方法。
【关键词】：两阶段决策 机组出力调整 频率约束 条件风险价值 经济调度 对偶动态规划算法
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 含风电场的电力系统经济调度研究12-13
• 1.2.2 电力系统有关频率问题的研究13-14
• 1.3 多阶段优化问题14-16
• 1.3.1 多阶段优化问题简介14
• 1.3.2 多阶段优化问题的常用求解方法14-15
• 1.3.3 多阶段优化问题在电力系统中的应用15-16
• 1.4 本文的主要工作及贡献16-20
• 第二章 CVaR安全约束下的两阶段经济调度模型20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 CVaR的数学描述20-21
• 2.3 风速的预测及风功率的转换方法21-23
• 2.3.1 风速的预测21-22
• 2.3.2 风速与风功率的转换22-23
• 2.4 考虑CVaR安全约束下的两阶段经济调度建模23-28
• 2.4.1 电力系统安全运行条件风险值23-25
• 2.4.2 可中断负荷25-26
• 2.4.3 阀点效应26
• 2.4.4 考虑CVaR安全约束下的两阶段经济调度建模26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 CVaR约束下的两阶段调度模型求解的对偶动态规划算法30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 模型的光滑化处理30-31
• 3.2.1 光滑化函数方法30-31
• 3.2.2 模型的光滑化处理31
• 3.3 求解两阶段模型的对偶动态规划算法31-36
• 3.3.1 对偶动态规划逆向计算32-33
• 3.3.2 对偶动态规划正向计算33-34
• 3.3.3 对偶动态规划算法34-36
• 3.4 数值分析36-41
• 3.4.1 系统简介及参数选取36-38
• 3.4.2 计算结果及分析38-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 考虑事故后频率约束的两阶段随机经济调度42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 考虑事故后频率约束的两阶段随机经济调度建模42-46
• 4.2.1 考虑事故后频率约束的两阶段随机经济调度模型42-45
• 4.2.2 估计低频减载量函数h)(×45-46
• 4.3 模型的光滑化处理46
• 4.4 数值分析46-50
• 4.4.1 系统参数选取46-47
• 4.4.2 计算结果及分析47-50
• 4.5 本章小结50-52
• 总结与展望52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 附录A 符号说明60-62
• 附录B 攻读硕士学位期间发表的论文62-63
• 附录C 攻读硕士学位期间参加的相关项目63

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本文编号：1016805