基于水电特性的区域电网梯级调度与无功优化技术研究

摘要

本文以水电资源占主导地位的湖南区域电网电网节能发电调度研究为契机，围绕节能发电调度背景下多水电电网调度控制中存在的关键科学问题和技术难题，以运筹学、水电能源学、数学组合等基础理论为支撑，以水电富集的湖南区域电网电网为工程背景，在国网湖南省供电公司2014年度“某电网水电负荷特性分析及经济运行策略优化研究”科技项目的支持下，以项目过程中发现的问题为理论研究出发点，在节能发电调度背景下，对多水电电网的小水电发电梯优化调度技术问题、区域电网无功优化技术等问题开展研究，目标是取得有实际价值的理论与应用成果，为我国电网安全、经济、节能、环保运行提供理论基础与技术支撑。
　　通过对小水电调度管理现状和运行特性的分析，以多水电电网中同一流域的梯级电站群为研究对象，构建年度发电量最大调度模型，所提方法已应用于湖南地区某电网小水电发电调度计划管理，某电网丰、平、枯水典型年实际调度结果表明，所提方法具有良好的节能效果，能够切实满足电网实际运行需求。
　　在同一区域电网下，以梯级电站群水电特性及上网供电区域电网设备及负荷情况为研究对象，以梯级电站群水电特性及上网供电区域电网电压合格率最高，网损最低为控制目标，构建电网无功优化控制模型。针对模型中发电机的无功功率，并联电容电抗器等无功补偿设备的补偿容量、有载调压变压器的档位等变量进行调整，多水电区域电网模拟闭环运行结果表明，所提策略是有效的，可以更好地在兼顾电网电能质量的基础上，实现降低电网网损的目标，能够满足安全性、时效性、实用性、经济性的要求。
　　在同一时间段内，根据区域电网梯级电站群梯级优化调度技术和区域电网无功优化技术的经济效益对比与分析，本文确立出，在梯级优化调度技术优化的基础之上再进行无功优化技术优化的融和应用，实现了“提高流域内梯级电站发电量”、“提高区域电网内电压合格率”和“尽可能降低区域电网网损”的三大目标的兼顾。
　　最后对全文做了总结，对多水电区域电网电站群梯级调度技术与区域电网无功优化技术实际应用中遇到的区域电网内流域降水量、径流量以及负荷预测的准确性的问题进行了近期展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景和研究现状

1．1．1 电力能源和电网调度现状

1．1．2 区域电网水电站群梯级优化调度研究的意义

1．1．3 水电站群上网供电区无功优化研究的意义

1．1．4 研究目标和方向

1．2 国内外技术研究及发展现状

1．2．1 小水电调度管理和发展现状

1．2．2 大中型水电系统梯级调度技术研究现状

1．2．3 无功优化算法及策略优化研究与分析现状

1．3 论文主要内容与框架结构

第2章 区域电网小水电负荷与无功特性现状分析

2．1 湖南西部区域电网小水电发展概况

2．1．1 沅江及其主要支流特征

2．1．2 小水电沅江干流发展概况

2．1．3 小水电沅江支流发展概况

2．2 湖南西部区域电网典型电站负荷特性分析

2．2．1 降雨情况及来水量情况分析

2．2．2 2009-2013年情况及分析

2．3 湖南西部区域电网无功分布概况

2．4 本章小结

第3章 多水电区域电网梯级调度技术研究

3．1 区域电网梯级流域电站优化调度数学建模

3．1．1 目标函数

3．1．2 约束条件

3．2 区域电网梯级流域电站优化调度模型求解

3．3 舞水河流域梯级水电站算例分析

3．3．1 舞水河流域梯级水电站基本数据和参数

3．3．2 工程应用计算成果分析

3．4 本章小结

第4章 多水电区域电网无功优化技术研究

4．1 多水电区域电网无功优化数学建模

4．1．1 目标函数

4．1．2 约束条件

4．2 多水电区域电网无功优化模型求解

4．3 应用与分析

4．3．1 阳塘供电区枯水年2011年无功优化分析

4．3．2 阳塘供电区丰水年2012年无功优化分析

4．3．3 阳塘供电区平水年2013年无功优化分析

4．4 本章小结

第5章 流域梯级调度与无功优化技术的融合应用

5．1 区域电网水电负荷特性分析及经济运行策略优化研究

5．2 技术效益的对比与分析

5．3 技术的融合应用

5．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢