含风电场和抽水蓄能电站接入的安全约束随机经济调度

发布时间：2017-10-14 11:10

  本文关键词：含风电场和抽水蓄能电站接入的安全约束随机经济调度

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【摘要】：近年来,风力发电作为一种可再生的清洁电源,越来越多地接入到电网中,以应对化石能源面临枯竭和环境污染问题。但是风力发电的随机性给系统优化调度带来了困难。抽水蓄能电站是一种技术成熟、运行成本低、响应速度快的电网层面大容量储能装置,能够在一定程度上减轻随机性对系统的消极影响,充分消纳可再生能电源。本文针对含风电场和抽水蓄能电站接入的电力系统安全约束随机经济调度问题从模型和算法方面展开了研究。针对含单个风电场和单个抽水蓄能电站接入的电力系统随机经济调度问题,以风电场出力为随机变量、抽水蓄能电站水库储水等效电量为存储变量,构建了相对简易的随机存储器模型,考虑了机组出力上下限和爬坡率的物理约束。该模型含数学期望的计算,而且实际问题状态空间、决策空间都是高维的,面临“维数灾”,难以对其准确求解。本文采用近似动态规划法(approximate dynamic programming,ADP)对其进行求解,通过分段线性的形式来近似逼近值函数,以求得问题的近似解。首先基于风电场预测出力曲线,结合由历史数据统计而得的概率分布,对风电场出力进行抽样,产生足够多的误差场景。然后根据系统的信息对近似值函数进行适当的初始化,再采用求解随机存储器模型的SPAR(successive projective approximation routine,SPAR)算法扫描误差场景,对值函数进行训练,得到收敛的近似值函数。最后,在预测场景下,对收敛近似值函数所表达的模型进行优化求解,即可得到随机经济调度的近似最优日前方案。此外,近似值函数还可作为策略,指导系统在偏离预测场景的情况下进行随机经济调度决策。输电线路在运行过程中,其传输功率存在热稳定限值,需在经济调度过程中给予考虑。因此,各个随机性电源和存储装置在网络的地位不一样,不能简单合并,必须分开考虑。另一方面,调度过程中还应考虑从预测场景安全转移到误差场景的约束。针对以上两点,对模型和算法进行了适当的改进,以适应含多风电场、多抽蓄的电力系统安全约束随机经济调度问题。对测试系统和某省级电网的仿真计算结果表明,本文构建的模型和选取的方法能有效求得所研究问题的近似解,具有实用价值。
【关键词】：安全约束随机经济调度 风电场 抽水蓄能电站 存储器模型 近似动态规划
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM73;TM614;TV743
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 含风电接入的随机经济调度问题研究12-13
• 1.2.2 存储器模型及其在电力系统中的应用13-14
• 1.2.3 近似动态规划法简介14-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第二章 含风电场和抽水蓄能电站的随机动态经济调度的存储器建模16-22
• 2.1 风电接入对动态经济调度问题的影响16-18
• 2.2 抽水蓄能电站在经济调度中的积极作用18-19
• 2.3 随机动态经济调度存储器模型19-21
• 2.3.1 目标函数19-20
• 2.3.2 约束条件20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 随机动态经济调度问题的存储器模型求解22-33
• 3.1 近似动态规划法的基本思路和框架22-24
• 3.2 适用于随机存储模型的SPAR算法24-26
• 3.3 算例分析26-32
• 3.3.1 小型测试系统26-28
• 3.3.2 某省级系统28-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 含多个风电场和抽水蓄能电站的安全约束随机动态经济调度33-53
• 4.1 含多个风电场和抽水蓄能电站的随机经济调度模型33-37
• 4.1.1 目标函数33-34
• 4.1.2 约束条件34-37
• 4.2 决策前、后状态与值函数37-38
• 4.3 近似值函数的形式38-40
• 4.4 近似值函数的构建40-44
• 4.4.1 近似值函数的初始化40-41
• 4.4.2 近似值函数的训练41-44
• 4.5 算例分析44-52
• 4.5.1 仿真数据介绍44-45
• 4.5.2 值函数初始化45-48
• 4.5.3 扩展SPAR算法的收敛48-49
• 4.5.4 风电容量对系统经济调度的影响49
• 4.5.5 ADP与DP、原始场景法的对比49-52
• 4.6 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-62
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果62-63
• 致谢63-64
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1030703