考虑风电不确定性的含风电场电力系统经济调度的研究

摘要

随着环境污染和能源紧缺问题的日益严峻，风能等清洁可再生能源的开发利用越来越受到人们的重视。与常规的发电方式不同，风力发电具有不确定性，大规模风电并网后会威胁电网的安全经济运行，进而增大电力系统经济调度的难度。因此，研究含风电场的电力系统经济调度问题对电网更高效地消纳风电具有重大意义。
　　根据风的相关特性，深入研究了风电的不确定性对电力系统经济调度的影响，并采用概率分析方法来处理风电对系统备用调度的影响。在总结前人建立的含风电场电力系统经济调度模型的基础上，本文综合考虑系统运行的经济性和安全性，结合风电预测误差的概率密度函数，提出了系统运行安全性指标——备用安全可信度，并以备用安全可信度最大化和火电机组运行成本最小化作为优化目标函数，建立了含风电场的电力系统经济调度模型。针对寻优效率，采用将改进的优先顺序法和内点法相结合的优化方法对机组组合问题进行求解:首先在考虑机组爬坡约束，机组出力约束以及机组最小启停时间约束的前提下，使用优先顺序法获得尽可能好的机组组合状态初始值;然后使用局部寻优思想在初始值邻域内搜索最优的机组组合状态;最后使用原．对偶内点优化方法对负荷的经济分配问题进行求解。
　　通过算例分析可知，风电并网降低了系统运行成本，但改变了常规机组的启停状态和备用情况。当提高系统运行的安全性水平时，系统需要投入的总费用越多，进而降低系统运行经济性。备用安全可信度的提出可以有效评估系统的安全性，提出的模型为调度员折中选择系统运行的经济性和安全性提供理论依据，使用的优化方法可以有效地并快速地解决此类经济调度问题。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究意义

1．2．1 电力系统经济调度的主要内容

1．2．2 含风电场的电力系统经济调度的意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 风电预测

1．3．2 含风电场电力系统经济调度问题研究现状

1．4 本文的研究工作

第2章 含风电场的电力系统经济调度问题

2．1 风电的相关特性概述

2．1．1 风的特性

2．1．2 风速的概率分布

2．1．3 风电机组的输出特性

2．2 风电并网对电力系统的影响

2．2．1 风电并网对系统电压的影响

2．2．2 风电并网对系统稳定性影响

2．2．3 风电并网对系统调度的影响

2．3 电力系统动态经济调度问题

2．3．1 电力系统经济调度的发展

2．3．2 电力系统常见动态经济调度模型

2．4 风电并网电力系统动态经济调度的建模

2．4．1 风电并网电力系统经济调度解决的主要问题

2．4．2 风电并网电力系统经济调度模型

2．4．3 现有模型的局限性

2．5 本章小结

第3章 电力系统动态经济调度优化算法

3．1 对偶理论

3．1．1 拉格朗日对偶问题

3．1．2 对偶理论的基本定理

3．2 内点法概述

3．2．1 内点法的基本思想

3．2．2 内点法在电力系统中的应用

3．3 原-对偶内点法

3．3．1 原-对偶内点法的优化思想

3．3．2 相关参数的确定

3．3．3 原-对偶内点法的计算流程

3．4 基于优先顺序法和内点法结合的求解方法

3．4．1 优先顺序法

3．4．2 形成初始可行解

3．4．3 初始可行解的修正与局部寻优

3．4．4 算法的求解步骤

3．5 本章小结

第4章 基于备用安全的含风电场电力系统经济调度

4．1 系统备用的概述

4．1．1 系统备用的定义及分类

4．1．2 系统备用的意义

4．1．3 影响备用的主要因素及其优化方法

4．1．4 备用安全可信度

4．2 多目标优化

4．2．1 多目标优化模型

4．2．2 多目标优化处理

4．3 基于备用安全的含风电场电力系统经济调度模型

4．3．1 优化目标

4．3．2 约束条件

4．4 算例仿真及结果分析

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢