基于多目标的大规模风电场并网有功动态优化调度策略研究

摘要

风电由于其清洁可再生性和国家政策的大力支持而得到了飞速发展。在风电系统规模日益扩大和约束条件增多的背景下，风电调度技术使风力发电的可控制以及可调度功能得到实现，合理地安排电源运行方式，最大化的利用风电资源提供优质电能，在可调度的有功功率范围之内，利用多种可调能量，尽可能提高运行的经济性。虽然包含风电场的电力系统调度有不少研究报道，但风电参与电网调度仍然处于探索的阶段。因此如何构建大规模风电场的电力系统经济调度运行机制是需要深入研究的问题，而其中的关键是提出一种新的多目标调度模型和求解该数学模型的高效率算法。
　　大规模的风电场接入电力系统以后，需要建立以电力系统安全性评价、购电运行成本最小、大气污染排放量最小、火力发电耗能资源量最小等为目标的动态经济调度模型，构成大规模风电场并网有功动态经济调度的多目标优化问题。
　　本文对多目标优化算法NSGA-II进行了一些改进，应用了Pareto-局部优化算法和基于PCD的精英种群更新策略，然后采用ZDT测试函数集对该算法的性能进行了测试，并根据多目标优化算法的收敛性及性能度量的方法进行了评价，验证了该算法的有效性。最后在MATLAB仿真平台上，将改进的NSGA-II优化算法对大规模风电场并网动态优化调度的问题进行了求解和验证，以IPSO算法和NSGA算法为参考，与改进的NSGA-II算法进行对比，证明了本调度方案一方面保证了系统调度运行的安全可靠，另一方面节约了燃料，减少了污染物的排放，降低了发电成本，具有更好的利用价值。

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第1章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究综述

1.3本文的主要工作和内容

第2章 大规模风电场有功动态优化调度模型研究

2.1引言

2.2大规模风电场对其并网电力系统的调度运行影响

2.3含风电场的电力系统多目标调度模型建立

2.4基于NSGA的大规模风电场有功动态多目标优化调度

2.5本章小节

第3章 电力系统多目标优化问题策略分析

3.1引言

3.2多目标优化问题的数学模型

3.3多目标优化算法的收敛性及性能度量

3.4 Pareto-局部优化算法

3.5基于PCD的个体选择策略

3.6本章小结

第4章 带精英策略的NSGA-II多目标优化算法

4.1引言

4.2 带精英策略的NSGA-II算法的基本操作

4.3 NSGA-II算法的一些改进

4.4算例分析

4.5本章小结

第5章 大规模风电有功动态优化调度模型研究

5.1引言

5.2风电接入后动态有功优化调度问题的数学模型

5.3算例分析

5.4本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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