考虑风电并网的电力系统环境经济联合调度研究

摘要

随着经济的快速发展，电能需求的增长和环保意识的提高促使清洁性和不消耗化石燃料的风电得到了大力发展。其技术已基本成熟，成为最具发展前景的可再生能源发电方式。然而，风电场输出功率的间歇性和波动性给电力系统运行带来了较大影响。为了充分有效地利用风电、减少污染气体排放量、削减调度成本、降低风电不确定性对电力系统的影响，研究合理的调度模式及求解方法具有重大意义。本文针对风力发电的特点和优化运行的要求，围绕风电并网的环境经济优化调度问题及求解进行了如下研究:
　　本文采用细菌群体趋药性算法，针对算法存在的容易陷入局部最优的问题，在常用改进算法的基础上，采用带权重的细菌速度调整公式来提高寻优速度，同时引入混沌搜索机制，来提高算法的全局搜索能力。通过算例分析证明，改进算法全局搜索能力更强。
　　综合考虑系统环境性和经济性，建立了风电并网环境经济调度模型，模型以机组燃料费用最小和污染气体排放量最小为目标，引入考虑风电预测误差的正、负旋转备用，以应对风电场输出功率波动性造成系统备用容量不足的影响。基于模糊理论，采用加权的方法将多目标问题转化为单目标问题，使用本文所提的改进细菌群体趋药性算法进行求解。分析了不同权重设置对计算结果的影响，系统环境经济调度问题中经济目标和环境目标存在一定的联系，在实际应用中应按照环境性和经济性的不同要求进行权重的设置。算例仿真结果验证了所提模型的合理性和算法的有效性。
　　智能电网的发展使需求侧资源能够参与到系统调度中，本文在介绍需求响应的基本概念、分类和应用模式基础上，建立了需求响应模型，构建了计及需求响应的风电并网清洁经济调度模型，结合优先顺序法和细菌群体趋药性算法对模型进行求解。对比分析了不同需求响应计入模型后系统负荷变化情况、相关调度成本变化情况。算例结果表明，需求响应的引入能够优化负荷需求曲线，有利于优化发电侧机组出力，提升风电的消纳能力，能够给电力系统带来显著的环境效益和经济效益。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 风电的发展现状

1．1．2 风电并网对电力系统的影响

1．1．3 需求响应对电力系统调度的影响

1．1．4 课题研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 风电并网环境经济调度研究现状

1．2．2 计及需求响应的含风电系统调度研究现状

1．3 论文的主要工作和章节安排

第2章 细菌群体趋药性算法及其改进

2．1 BCC算法的基本原理

2．1．1 单个细菌的趋化过程

2．1．2 细菌群体间的交互感知过程

2．1．3 精英保留策略的引进

2．1．4 基本BCC算法的步骤

2．2 BCC算法的常用改进方法

2．2．1 系统参数的更新

2．2．2 动态调整移动速度

2．2．3 动态调整感知范围

2．2．4 微分进化算子的引入

2．3 本文改进方法

2．3．1 带权重系数的细菌速度调整

2．3．2 感知范围的自适应调整

2．3．3 混沌搜索机制的引入

2．3．4 本文改进算法的步骤

2．4 算例分析

2．5 本章小结

第3章 考虑环境经济目标的风电并网优化调度

3．1 考虑环境经济目标的风电并网优化调度模型

3．1．1 目标函数

3．1．2 约束条件

3．2 目标函数的模糊处理方法

3．3 改进BCC算法在求解环境经济调度中的应用

3．4 算例分析

3．4．1 算例描述

3．4．2 结果分析

3．5 本章小结

第4章 计及需求响应的风电并网环境经济优化调度

4．1 需求响应的定义和分类

4．1．1 需求响应的定义

4．1．2 需求响应的分类

4．2 需求响应模型

4．2．1 PBDR模型

4．2．2 IBDR模型

4．3 计及需求响应的风电并网清洁经济调度模型

4．3．1 基于PBDR的调度模型

4．3．2 基于IBDR的调度模型

4．3．3 基于PBDR和IBDR的调度模型

4．4 结合优先顺序法和BCC算法的模型求解

4．5 算例仿真

4．5．1 算例描述

4．5．2 结果分析

4．6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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