基于随机潮流的电力系统风险评估及优化调度

摘要

随着电力产业的持续发展，电力系统面临的运行环境日益复杂，对系统运行调度的要求也越来越严苛。现有的优化调度方法在考虑风险因素时存在着不足，大多只考虑了个别不确定性因素的影响，缺乏对多种不确定性因素的综合考虑与分析。本文基于多种不确定性因素，对电力系统风险评估及优化调度方法进行了研究，主要工作如下:
　　1.针对系统运行中存在的风电波动、负荷波动、机组停运、线路故障等多种不确定性因素，研究了各种因素的随机变化特性及相应的随机潮流数学模型。其中针对不同的天气状况，对线路故障概率进行了实时修正以期更加接近实际运行环境。以上述理论为基础推导了随机潮流的计算模型，介绍了用于拟合随机变量分布函数的Gram-Charlier级数和Cornish-Fisher级数。
　　2.根据随机潮流得到的节点电压和支路潮流的概率分布，建立了评估系统运行风险的量化指标。通过IEEE-14节点系统，对比了两种级数的差别，并以建立的运行风险指标评估了系统的运行状况，指出了系统的薄弱环节。通过分析在不同场景下系统电压、潮流的概率分布情况以及风险指标的大小，验证了考虑线路故障、天气因素的重要性。
　　3.将上述研究应用于电力系统优化调度领域，以运行风险和发电成本为目标函数，构建了能够考虑系统面临风险的多目标优化调度模型。结合多目标粒子群算法及模糊决策理论对建立的模型进行求解。通过静态和动态优化调度模型验证了将随机潮流引入优化调度的可行性和有效性，并以多个场景对比了调度方案的差异性，结果表明考虑线路故障和天气因素的影响能够更加准确的指导系统的优化调度，为实施短期优化调度提供了有益参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电力系统风险评估

1．2．2 电力系统优化调度

1．2．3 电力系统随机潮流

1．3 本文主要内容

第二章 基于半不变量法的随机潮流研究

2．1 随机潮流的相关数学基础

2．1．1 数学期望与方差

2．1．2 原点矩与中心矩

2．1．3 半不变量

2．2 各种不确定性因素的数学模型

2．2．1 风电出力的不确定性

2．2．2 负荷的波动性

2．2．3 常规发电机的强迫停运

2．2．4 线路故障

2．3 基于半不变量法的随机潮流

2．3．1 随机潮流模型

2．3．2 全概率理论

2．3．3 两种级数展开式

2．4 小结

第三章 基于随机潮流的电力系统运行风险

3．1 电力系统风险评估

3．2 基于随机潮流的系统运行风险指标

3．2．1 节点电压越限风险指标

3．2．2 支路潮流越限风险指标

3．3 基于随机潮流的电力系统运行风险评估步骤

3．4 算例分析

3．5 小结

第四章 计及运行风险的电力系统优化调度

4．1 单时段静态优化调度

4．1．1 目标函数

4．1．2 约束条件

4．2 多时段动态优化调度

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 优化调度模型的求解

4．4 算例分析

4．5 小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢