基于改进类电磁机制算法的电力系统多目标优化调度

摘要

在电力系统运行中，节约煤炭等消耗性能源，充分利用水等可再生能源是目前优化调度的主要方式。本文详细地描述了水力发电与火力发电所具有的不同运行特性，建立了水、火电联合调度模型。在模型构建过程中，充分考虑到水力发电启停方便、对环境污染小等优点，在不影响水力资源其他用途的基础上，尽可能安排水电站出力最大。在对火电出力的安排上，不仅考虑常规的耗量成本最小的经济性目标，同时计及污染气体排放量最小的环保型目标。在满足一系列约束条件的情况下，形成一个多目标的优化调度模型。
　　 在对模型进行求解时，本文通过创建满意度函数来处理多目标决策问题，将所需优化的单目标进行适当的转化，利用线性加权法协调各目标。同时，本文采用一种较新颖的算法—类电磁机制算法来求解模型，并对算法所存在的一些缺点，采用改进合力计算公式、引入粒子群优化算法中的个体最优值等方法进行改进，增强算法的鲁棒性及全局寻优能力。将改进后的算法与原算法分别应用于纯火电系统及水、火电联合系统，证明其可行性及改进的有效性。
　　 此外，本文对我国的辅助服务研究现状、主要特点及类型进行了分析，尝试在电力系统优化调度中考虑辅助服务成本。通过分析调峰、无功补偿、旋转备用等几种特定的辅助服务类型，得出其费用补偿，即辅助服务成本的计算方法，将其融入到优化调度的模型中，作为影响经济性成本的一个重要因素。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状及发展分析

1．2．1 调度模型研究现状

1．2．2 优化算法研究现状

1．3 论文主要研究内容

第二章 水火电的运行特性

2．1 水电站的运行特性

2．1．1 水电站的主要特性

2．1．2 梯级水电站的主要特点

2．2 火电厂的运行特性

2．2．1 煤耗特性

2．2．2 污染物排放特性

2．3 水、火电力混合系统

2．4 本章小结

第三章 电力系统多目标优化调度的数学模型

3．1 引言

3．2 水火电联合多目标优化调度模型

3．2．1 目标函数的确定

3．2．2 约束条件的处理

3．3 计及辅助服务成本的多目标优化调度

3．3．1 辅助服务成本概述

3．3．2 计及辅助服务成本的优化调度模型

3．4 本章小结

第四章 类电磁机制算法及其改进

4．1 引言

4．2 EM算法

4．2．1 EM算法概述

4．2．2 EM算法步骤

4．3 IEM算法

4．3．1 IEM算法概述

4．3．2 IEM算法步骤

4．4 多目标决策方法及其应用

4．4．1 多目标决策问题概述

4．4．2 多目标决策在电力系统优化调度中的应用

4．5 本章小结

第五章 算例仿真

5．1 引言

5．2 纯火电系统算例

5．2．1 算例描述

5．2．2 仿真实现步骤

5．2．3 仿真结果分析

5．3 水、火电联合系统算例

5．3．1 算例描述

5．3．2 仿真实现步骤

5．3．3 仿真结果分析

5．4 辅助服务成本算例

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 工作展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况