不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究

发布时间：2016-12-17 13:23

  本文关键词：不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《华北电力大学》 2015年

不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究

嵇灵  

【摘要】：近年来,随着全球对能源资源以及环境保护的关注越来越多,实现可持续社会发展是许多国家发展中面临的重大挑战。尤其是对于我国,由煤炭发电、重工业、机动车导致了严重的雾霾天气,恶劣的生活环境对人们的生活健康造成威胁,易引发呼吸系统疾病、心脏病、癌症和先天缺陷。电力工业是二氧化硫、氮氧化物、颗粒粉尘污染的主要排放源之一,其中,火电厂排放的二氧化硫和氮氧化物占全国排放总量的40%。面临经济快速发展、资源紧缺、环境约束等多重压力,以火电为主导的传统电力工业迫切需要进行技术升级、管理优化。具有灵活、清洁、安全、经济、友好等优点的智能电网的兴起带来了电力系统发展的新时代。尽管智能电网的发展解决了现在的问题,但也带来了新的运行管理和优化问题。与传统电力系统相比,新能源的开发利用是智能电网发电侧的一项重要转变。然而风能和太阳能为主的新能源发电主要依赖于气象变化,具有间歇性和随机性,分布式发电和大规模集中并网给智能电网的安全可靠运行带来了极大的挑战。因此,提高新能源功率预测效果有助于减少智能电网能量管理中的不确定因素,是合理安排电力调度计划中极为重要的一项任务。除新能源发电带来的不确定因素外,随着电力市场的需求多样化以及自由化推进,智能电网的能量管理和扩容优化决策面临了更多的不确定因素,如用户需求的动态变化、能源市场的价格波动、未来政策的不确定等。围绕含新能源发电的智能电网能量管理问题,本文的主要研究内容包括：(1)对短期新能源发电功率进行预测方法研究。针对风电功率,提出了基于经验模式分解以及回声状态网络的混合预测模型,利用经验模式分解对原始风电序列进行分解,对不同的子序列构建不同结构的回声状态网络模型并分别预测,最后通过等权重加权得到最终预测结果；针对光伏发电功率,基于知识挖掘思路,根据影响光伏输出功率的主要因素建立知识库,利用改进的自适应神经网络模型对历史数据进行分类,将预测日所属类别的样本训练神经网络,此外,为防止神经网络训练过拟合问题,利用贝叶斯理论对神经网络权值进一步调整。新能源预测效果得以改进。(2)对含冷热电联产的居民区域分布式能源发电进行能量管理及定容优化研究。考虑居民能量需求、市场价格、技术等不确定因素,以系统成本最小化为目标,在满足资源、技术、环境等约束条件下,寻求含分布式发电的居民区域智能电网各类分布式发电机组的最佳容量以及运行安排。将区间两阶段优化模型与鲁棒性优化理论结合,提高模型解的鲁棒性,降低系统运行风险。(3)含新能源发电的并网式区域智能电网进行能量管理进行优化研究。除需求变动、能源价格、市场水平、政府监管等不确定因素外,考虑新能源输出功率预测误差给机组运行计划带来的风险,提出基于模糊机会约束的区间两阶段随机模型,以模糊机会约束衡量新能源实际出力不足风险,分析不同置信度和减排约束下的能量管理策略。(4)进行含新能源发电的区域智能电网的扩容优化风险规避研究,从长远角度实现能量管理优化。由于电力系统建设具有投资金额大,不可逆性,需要慎重考虑区域智能电网的规划方案。本文通过不确定优化模型加强区域智能电网规划的风险规避,分别建立基于CVaR和下方风险的区间两阶段随机优化模型,反映决策者的风险偏好,帮助决策者在不同市场情景、需求水平、环境约束下进行发电机组扩容计划、发电计划、碳捕集装置投资、CO2排放权交易安排进行决策。本文所研究的新能源功率预测模型以及不确定条件下的智能电网能量管理和优化模型,为在复杂环境下电力系统管理者提供有效的决策参考,对提高智能电网管理的经济性,保障电力系统运行可靠稳定性,以及实现电力行业可持续发展均具有重要意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F426.61
【目录】：

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【参考文献】

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1 王杰亮;范红岗;谷敏强;;粗糙集计算方法及应用研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2007年06期

2 肖世杰;;构建中国智能电网技术思考[J];电力系统自动化;2009年09期

3 雷金勇;谢俊;甘德强;;分布式发电供能系统能量优化及节能减排效益分析[J];电力系统自动化;2009年23期

4 陈树勇;宋书芳;李兰欣;沈杰;;智能电网技术综述[J];电网技术;2009年08期

5 嵇灵;牛东晓;吴焕苗;;基于贝叶斯框架和回声状态网络的日最大负荷预测研究[J];电网技术;2012年11期

6 黄磊;舒杰;姜桂秀;张继元;;基于多维时间序列局部支持向量回归的微网光伏发电预测[J];电力系统自动化;2014年05期

7 宋艺航;谭忠富;李欢欢;刘文彦;;促进风电消纳的发电侧、储能及需求侧联合优化模型[J];电网技术;2014年03期

8 张晓辉;闫柯柯;卢志刚;钟嘉庆;;基于场景概率的含风电系统多目标低碳经济调度[J];电网技术;2014年07期

9 付永红,杜纲;具有模糊系数的两层线性规划[J];管理科学学报;1999年01期

10 周晖;方江晓;黄梅;;风电功率GARCH预测模型的应用研究[J];电力系统保护与控制;2011年05期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 王建军;基于知识挖掘技术的智能协同电力负荷预测研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 杨云飞;基于EMD分解技术的不同市场原油价格相关性分析及预测研究[D];华中科技大学;2011年

3 张萍;不确定条件下供应链鲁棒优化模型及算法研究[D];华中科技大学;2011年

4 吴义纯;含风电场的电力系统可靠性与规划问题的研究[D];合肥工业大学;2006年

5 胡情;模糊不确定性优化理论在能源规划中的应用[D];华北电力大学;2013年

6 陈光;节能减排环境下的电力系统规划与重构相关问题研究[D];浙江大学;2013年

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1 杨亭亭;区间多目标规划在区域水资源优化调度中的应用[D];中国石油大学;2011年

2 盛锋;需求不确定下的鲁棒供应链网络优化设计研究[D];上海交通大学;2012年

3 宋伟;求解多层规划的模糊规划法[D];山东科技大学;2011年

4 朱章遐;模糊线性规划的新解法[D];汕头大学;2005年

5 刘敬生;两阶段随机规划的若干算法及应用研究[D];山东科技大学;2009年

6 徐虹;多能互补微网能量管理策略研究[D];华北电力大学;2013年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 田科峰;;电气设备智能化技术在智能变电站的应用[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2010年03期

2 夏泽举;;用电信息采集系统实用化关键问题及探讨[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期

3 汪永华;王正风;;基于SCADA/EMS的负荷实测与网损在线计算的研究与应用[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期

4 黄少雄;黄太贵;李端超;程栩;;智能变电站信息一体化平台建设方案研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期

5 王正风;高涛;;智能电网调度运行面临的关键技术研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期

6 王正风;高涛;;智能电网及国内外发展概述[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期

7 田建伟;胡兆光;吴俊勇;周景宏;;远距离大容量风水互补系统的优化调度[J];北京交通大学学报;2011年05期

8 赵争鸣;邹高域;;大容量电力电子应用系统及其关键问题综述[J];大功率变流技术;2010年02期

9 王晓丰;;关于智能电网中的通信传输技术分析[J];才智;2012年02期

10 万懿;;基于粗糙集的油画评分决策分析[J];赤峰学院学报(自然科学版);2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 夏泽举;;用电信息采集系统实用化关键问题及探讨[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

2 汪永华;王正风;;基于SCADA/EMS的负荷实测与网损在线计算的研究与应用[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

3 黄少雄;黄太贵;李端超;程栩;;智能变电站信息一体化平台建设方案研究[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

4 王正风;高涛;;智能电网调度运行面临的关键技术研究[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

5 王正风;高涛;;智能电网及国内外发展概述[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

6 钱泽文;王克俭;;浅析智能电网建设输电环节的关键技术[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

7 邹立峰;周海;熊志全;司大军;龚伟志;信赢;;电网三相短路试验与35kV超导限流器限流效果分析[A];2010年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2010年

8 黄伟;蔡葆锐;杨强;;开展智能电网研究应用的建议[A];2010年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2010年

9 张亚萍;李煜浩;曹琥;尹琼;张超;;基于智能配网的智能化配电柜的设计[A];2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C];2011年

10 王家华;张艳杰;;物联网在智能电网中的应用[A];2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年

2 钱军;考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2010年

3 唐慧;区域电网智能化发展水平综合评价研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

4 杨志凌;风电场功率短期预测方法优化的研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

5 傅砾;电网工程绿色设计集成化管理研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

6 韩国政;基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系[D];山东大学;2011年

7 杨彦;基于博弈论的考虑输电网络约束电力市场均衡分析[D];华南理工大学;2011年

8 张刚;促进我国智能电网发展的政府责任分析[D];财政部财政科学研究所;2011年

9 姜文;计及风力发电的电力系统可靠性与动态经济调度研究[D];上海交通大学;2012年

10 郭景涛;面向智能电网AMI的网络计量关键技术与用户用电数据挖掘研究[D];天津大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张维;基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究[D];山东科技大学;2010年

2 李慧;基于粗糙集理论的连续属性离散化算法研究[D];辽宁师范大学;2010年

3 伊丽莉;基于变精度粗糙集的约简算法研究与应用[D];辽宁工程技术大学;2009年

4 赵海坤;模糊线性规划理论的模糊结构元解法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

5 纪赖恩;公共建筑节能评测系统研究[D];河南工业大学;2010年

6 朱定一;结合DSP及粗糙集技术的在线互动式UPS智能监控的应用研究[D];苏州大学;2010年

7 王颖敏;粗糙集理论在体外式自动心脏除颤仪中的应用[D];苏州大学;2010年

8 于俊涛;惠州智能电网用户侧营配一体化发展研究[D];华南理工大学;2010年

9 刘世光;配电线路接地故障自动定位[D];山东大学;2010年

10 汪星星;基于ForCES的集群路由器业务处理模型的研究与实现[D];浙江工商大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李志刚，吴沧浦;兵力部署优化问题的两层规划模型[J];北京理工大学学报;1997年03期

2 王雪青;邴兴国;李海丽;;模糊约束条件下的城市土地储备决策研究[J];北京理工大学学报(社会科学版);2009年01期

3 钱照明;;我国电力电子与电力传动发展的大好机遇[J];变频器世界;2008年07期

4 曾文艺,李洪兴,谷云东;模糊数的排序方法[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年06期

5 于铁民;鄢东姝;;多目标优化的微分进化算法[J];长春大学学报;2006年04期

6 庞松岭;刘岱;;基于经验模态分解与人工鱼群神经网络的短期负荷预测[J];东北电力大学学报(自然科学版);2008年06期

7 黄小原,卢震;一种交互式进化规划及其在供应链问题中的应用[J];东北大学学报;2000年05期

8 兰华;廖志民;赵阳;;基于ARMA模型的光伏电站出力预测[J];电测与仪表;2011年02期

9 肖立业;林良真;;未来电网初探[J];电工电能新技术;2011年01期

10 牛东晓,邢棉,孟明;基于联合数据挖掘技术的神经网络负荷预测模型研究(英文)[J];电工技术学报;2004年09期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈雁;含大规模风电场电力系统的运行与规划方法研究[D];华中科技大学;2012年

2 马龙华;不确定系统的鲁棒优化方法及应用研究[D];浙江大学;2001年

3 雷亚洲;随机规划理论在风电并网系统分析中的应用研究[D];中国电力科学研究院;2001年

4 雷桂媛;关于蒙特卡罗及拟蒙特卡罗方法的若干研究[D];浙江大学;2003年

5 程其云;基于数据挖掘的电力短期负荷预测模型及方法的研究[D];重庆大学;2004年

6 马林;基于SCOR模型的供应链风险识别、评估与一体化管理研究[D];浙江大学;2005年

7 田俊峰;不确定性条件下供应链管理优化模型及算法研究[D];西南交通大学;2005年

8 张利彪;基于粒子群和微分进化的优化算法研究[D];吉林大学;2007年

9 王志勇;数据挖掘方法在短期负荷预测中的应用研究[D];浙江大学;2007年

10 孙海龙;结构可靠性分析区间模型的若干问题研究[D];南京航空航天大学;2007年

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1 孙翠英;基于可信性理论含规模化风电的机组组合问题研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 周阳洋;重要抽样法在概率潮流中的应用[D];华北电力大学（北京）;2011年

3 包冰;中国电力行业节能减排政策执行效应研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 王海政;水资源大系统多目标风险型群决策研究[D];郑州大学;2002年

5 宋博;基于GARCH模型的VaR计算[D];南京理工大学;2004年

6 孙英云;基于数据挖掘的短期负荷预测研究[D];清华大学;2004年

7 赵妙;双随机环境下的两阶段规划问题[D];河北大学;2005年

8 朱章遐;模糊线性规划的新解法[D];汕头大学;2005年

9 郭志坚;一类随机和模糊规划模型及方法研究[D];东华大学;2005年

10 朱成涛;区域多目标水资源优化配置研究[D];河海大学;2006年

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1 谢开;刘永奇;朱治中;于尔铿;;面向未来的智能电网[J];中国电力;2008年06期

2 王方方;高赐威;;智能电网的技术内容及比较[J];高科技与产业化;2009年05期

3 肖世杰;;构建中国智能电网技术思考[J];电力系统自动化;2009年09期

4 ;“智能电网技术”专栏征稿启事[J];电力建设;2009年05期

5 十方;;欧美智能电网战略计划[J];中外能源;2009年06期

6 ;终结大停电的智能电网[J];天津电力技术;2009年02期

7 余红光;;“随需应变”的智能电网[J];中国电力企业管理;2009年12期

8 本刊编辑部;;国外智能电网研究与应用[J];华北电力技术;2009年06期

9 陈春霖;陈琰;;信息化服务“智能电网”的初步探索[J];华东电力;2009年06期

10 苗新;张恺;陈希;章欣;孙声波;吴国良;周昭茂;田世明;李建歧;;建设智能电网的发展对策[J];电力建设;2009年06期

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1 金之俭;;国家能源智能电网研发中心建设简介[A];2010电工测试技术学术交流会论文集[C];2010年

2 刘俊;;智能电网统计指标研究[A];2010电工测试技术学术交流会论文集[C];2010年

3 王锐;谢兰;吴文凯;杨昆;;智能电网及其发展态势分析[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

4 张熹;;智能电网配用电通信技术的现在时与将来时[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年

5 魏林;李博;李杨;;智能电网发展现状及探讨[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

6 王雁雄;;新加坡智能电网技术对大理智能电网建设的启示[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年

7 钱泽文;王克俭;;浅析智能电网建设输电环节的关键技术[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

8 汪永华;汪凤凤;;面向21世纪的我国统一坚强智能电网及应用[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

9 王正风;高涛;;智能电网及国内外发展概述[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

10 杨劲松;;智能电网的进展及关键技术的综述[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 张燕华;[N];国家电网报;2007年

2 陆振华;[N];21世纪经济报道;2008年

3 本报记者 包鹏;[N];华东电力报;2008年

4 本报记者 张琦;[N];科技日报;2009年

5 刘姝池;[N];中国煤炭报;2009年

6 本报记者 魏宗凯;[N];经济参考报;2009年

7 国家电力监管委员会首席工程师 顾峻源;[N];中国电力报;2009年

8 本报评论员;[N];中国电力报;2009年

9 中国能源网ＣＩＯ 韩晓平　本报记者 颜新华 成都电业局党委书记、副局长 左宇龙;[N];中国电力报;2009年

10 广州万隆;[N];证券日报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 周黎莎;智能电网低碳效益关键指标选取与评价模型研究[D];华北电力大学;2013年

2 马同涛;智能电网利益链风险元传递模型及其信息系统研究[D];华北电力大学;2015年

3 黄立新;智能电网条件下输电检修优化模式与实施方案研究[D];华北电力大学;2013年

4 芦翔;智能电网中安全可靠的通信系统的构建[D];西安电子科技大学;2013年

5 孙蕾;智能电网管理评价指标体系与多属性分析模型研究[D];华北电力大学;2015年

6 李乾;智能电网中的通信网络资源管理关键技术研究[D];北京邮电大学;2015年

7 黎春湦;大型工业企业智能电网构建研究[D];华中科技大学;2012年

8 曲朝阳;智能电网知识可视化引擎的研究[D];华北电力大学（河北）;2010年

9 嵇灵;不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究[D];华北电力大学;2015年

10 毕艳冰;面向智能电网的通信中间件的关键技术研究[D];山东大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 戴菲;智能电网融资模式及优化研究[D];上海交通大学;2013年

2 程璐;基于配电网改造的智能电网投融资模式研究[D];北京交通大学;2010年

3 于俊涛;惠州智能电网用户侧营配一体化发展研究[D];华南理工大学;2010年

4 荆超;智能电网用户端能源管理框架及关键技术研究[D];上海交通大学;2011年

5 胡学忠;智能电网技术在用电营销中的应用研究[D];浙江大学;2012年

6 周珊;Z市智能电网项目建设管理研究[D];山东大学;2012年

7 姚道香;我国智能电网建设中的政府作用研究[D];广西大学;2012年

8 杨真华;智能电网数据处理与应用研究[D];湖南大学;2011年

9 于翔;扬州智能电网信息平台的安全防护研究[D];华北电力大学;2012年

10 孙琳珂;智能电网信息资源规划与管理研究[D];武汉纺织大学;2013年

  本文关键词：不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

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