计及火力机组不确定损耗成本的鲁棒安全经济调度研究

摘要

随着社会不可再生能源的日渐枯竭，社会对电力的需求也越来越高，促使我们极为重视并合理利用能源，而探究电力系统的经济调度含有现实的理论价值和实际的工程意义。然而电力系统在实际运行中各参量并不是严格意义上具有确定性的，是具有一定的不确定性（如线路参数、电网的拓扑结构等），传统的经济调度问题把不确定性因素当作确定性因素来处理，得出的最优解并非真正切合实际的最优解。
　　 本文主要内容正是考虑到不确定性因素对实际系统的影响。由于发电机组的煤耗在电力系统的实际运行中并非用标准煤耗就能代替，机组出力是通过由燃煤和各种化石燃料等给锅炉中的水加热，产生蒸汽，由蒸汽推动汽轮机转动，进一步带动发电机转子转动产生电能，是由热能转化为机械能，再转化为电能的过程。这中间的能量转化并非理想状态下的转化，而是存在诸多不确定性。此外，作为冷却蒸汽也存在不确定性，所以不能在任何时刻都用确定性的发电成本二次函数来进行描述，而是应该计及这些不确定性因素对机组煤耗产生的附加成本。此成本称为“不确定损耗成本”，本文正是基于线性鲁棒优化方法而建立的一种考虑“不确定损耗成本”的安全约束经济调度模型。该模型计及了由于外界条件不确定性使机组煤耗产生附加值对经济调度结果的影响，利用“盒式”不确定集合来描述发电成本函数的不确定性，并依据线性鲁棒优化理论来构建安全经济调度模型，并将优化对偶方法引入所建模型对其进行整合、简化。根据本文所构建的模型可得到一个随着发电成本函数扰动不同而调度结果不同的区域，独立系统运行员(ISO)根据系统的实际情况，合理的判定该系统的扰动指标，并在该区域内进行调度。本文结尾，我们采用修改后的IEEE-30节点系统为例，来进行仿真和试验，其结论验证文中所建模型的可靠性和合理性，为实施调度的工作者在遇到各种的情况下能迅速做出相关决策，具有非常实用的工程应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 研究的背景

1．1．2 研究的意义

1．2 经济调度模型及其算法的研究现状

1．3 鲁棒优化研究现状

1．4 本文的创新点和主要工作

第二章 电力系统经济调度典型模型及算法

2．1 经济调度典型的数学模型

2．1．1 等微增率数学模型

2．1．2 动态规划数学模型

2．1．3 非线性规划数学模型

2．1．4 线性规划数学模型

2．2 多种算法在电力系统经济调度中的应用

2．2．1 内点法在经济调度中的应用

2．2．2 粒子群算法在经济调度中的应用

2．2．3 模拟退火算法在经济调度中的应用

2．2．4 遗传算法在经济调度中的应用

2．3 小结

第三章 机组不确定损耗成本的描述及数学基础

3．1 锅炉运行的中各参数对供电煤耗的影响

3．1．1 锅炉工作的过程分析

3．1．2 锅炉效率的表述及计算方法

3．1．3 影响锅炉效率的不确定损耗的研究

3．2 机组不确定损耗成本的描述

3．3 鲁棒优化的数学基础

3．3．1 鲁棒优化的定义

3．3．2 鲁棒线性模型

3．3．3 优化对偶理论

3．4 小结

第四章 机组不确定损耗成本的鲁棒经济调度的建模

4．1 机组不确定损耗成本的经济调度模型的建立

4．1．1 模型的建立

4．1．2 盒式不确定集合的确定

4．1．3 所建模型的整合与化简

4．2 数值算例

4．3 小结

总结及展望

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间发表的学术论文