风电与水电联合调度问题研究

发布时间：2017-09-24 15:37

  本文关键词：风电与水电联合调度问题研究

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【摘要】：随着全球变暖和空气污染等问题的日益突出,各国对清洁能源的需求也愈加迫切。目前大部分电力系统中,水电和风电是最常利用的两种可再生能源,也是最成熟且达到商业化应用规模的可再生能源。近年来,风电装机容量快速增长,风电已成为重要的分布式和辅助性能源,其对能源、经济和环境影响巨大。风能具有洁净、易取得、容量高等优点,能够很好地满足当前社会的需求,但风电资源具有间歇性、难预测性等特点,并且高度依赖于环境和气象条件,这使得风电功率很难满足电网并网的要求。水电具有发电资源成本低、调节灵活等优点,但其出力受到水库参数和水源等因素限制。风电与水电在时空和技术特性上存在良好的互补性,水电为风电提供容量的补偿,风电为水电提供电量上的支撑。因此,在未来电力系统的稳定运行和经济效益中,风电和水电联合运行具有重大的意义。本文针对风电接入对电力系统产生的冲击,基于风电与水电的互补特性,对含风电系统的备用优化、风电水电有功协调调度和相应调度模拟软件的设计实现做了深入研究,主要内容有:(1)对风力发电与水力发电基础知识进行了广泛的文献研究,利用双参数Weibull风速函数描述了风电场风速模型;进而,推导出风电场风电功率的分布特性。针对当前实际电力系统运行状况,建立了常规的蓄水式水电站的数学模型。从技术特性和季节特性上分析了风电与水电的互补特性,为后续工作奠定了理论基础。(2)针对含风电系统的备用优化问题,提出了基于风速概率的方法,建立了含风电系统备用优化模型。该模型不需要考虑风速的时序性,具有较强的通用性。针对风电接入系统使备用增加,同时考虑到水电机组调节的优点,提出了风电与水电互补系统AGC备用容量优化调度模型,最后,通过利用非线性规划方法对该模型进行求解,验证了该模型的有效性。(3)针对风电与水电有功协同优化问题,建立了一个基于能源、经济和环境的多目标风电-水电有功调度模型。分析了粒子群算法的基本特性,通过利用改进的粒子群算法实现该模型的实例仿真,从而验证了该模型的有效性和可行性。(4)根据风电-水电有功优化调度模型,对系统进行了方案设计。提出了基于PMU数据传递的风电-水电有功调度模式,最后通过编程平台实现调度模拟软件。
【关键词】：风电 水电 备用优化 有功优化调度 粒子群算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM61;TM73
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 含风电系统备用研究13-16
• 1.2.1.1 系统备用分类14-15
• 1.2.1.2 含风电系统备用优化研究15-16
• 1.2.2 风电-水电联合运行研究现状16-19
• 1.2.2.1 风电与抽水蓄能电站联合运行17
• 1.2.2.2 风电与常规水电站的协调优化17-19
• 1.3 本文研究的主要内容19-21
• 第二章 风力发电与水力发电21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 风力发电21-28
• 2.2.1 风速、风电功率概率分析21-25
• 2.2.2 风电并网与消纳问题25-28
• 2.3 水力发电28-31
• 2.3.1 水电站种类28-30
• 2.3.2 水电功率30-31
• 2.4 风水互补特性31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 含风电系统备用优化调度34-49
• 3.1 引言34-35
• 3.2 基于风速概率分布的风电场备用优化调度35-40
• 3.2.1 风电并网策略35-36
• 3.2.2 备用优化目标函数36-37
• 3.2.3 实例仿真37-40
• 3.3 风电-水电互补并网系统AGC备用容量优化调度40-47
• 3.3.1 风水互补系统AGC结构40-43
• 3.3.2 AGC备用优化调度模型43-45
• 3.3.2.1 目标函数43-44
• 3.3.2.2 约束条件44-45
• 3.3.3 算例仿真45-47
• 3.4 小结47-49
• 第四章 基于 3E分析的风电-水电优化调度49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 3E模型分析介绍49-50
• 4.3 有功调度数学模型50-52
• 4.3.1 目标函数50-51
• 4.3.2 多目标处理51
• 4.3.3 约束条件51-52
• 4.4 基于PSO算法的模型分析52-58
• 4.4.1 基本粒子群算法概述52-54
• 4.4.2 改进粒子群算法介绍54-57
• 4.4.3 粒子群算法流程57-58
• 4.5 实例仿真58-62
• 4.5.1 参数设置58-59
• 4.5.2 仿真计算59-62
• 4.6 小结62-63
• 第五章 风电-水电联合优化系统设计63-72
• 5.1 引言63
• 5.2 系统总体设计63-67
• 5.2.1 软件开发环境63
• 5.2.2 系统结构与模块设计63-67
• 5.3 系统界面67-71
• 5.3.1 主界面67-68
• 5.3.2 资源数据界面68-69
• 5.3.3 发电机参数设置界面69-70
• 5.3.4 调度优化设置界面70-71
• 5.4 小结71-72
• 第六章 全文总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 后续工作展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间取得的成果80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 于午铭;;风电水电互补,拓展绿色电力应用[J];风能;2012年03期

2 刘芳;潘毅;刘辉;丁强;李强;王芝茗;;风电功率预测误差分段指数分布模型[J];电力系统自动化;2013年18期

3 牟聿强;王秀丽;别朝红;徐林;朱卫平;;风电场风速随机性及容量系数分析[J];电力系统保护与控制;2009年01期

4 孙春顺;王耀南;李欣然;;水电-风电系统联合运行研究[J];太阳能学报;2009年02期

5 陈贵敏;贾建援;韩琪;;粒子群优化算法的惯性权值递减策略研究[J];西安交通大学学报;2006年01期

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本文编号：912222