基于风电场旋转备用模型的电力优化调度软件系统设计与实现

摘要

现代工业的快速发展，人类对能源的开采量和开采力度日益增加，地球上可利用的常规能源日益减少。为了实现能源的持续利用，世界各国都开始开发新能源和可再生能源。目前风能是利用率较为广泛、利用经济性较高的一种分布式能源。风能是指地球表面大量空气流动所产生的动能，其资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能是可再生能源，并且风能量丰富、近于无穷无尽。目前风能已经被转化为多种其他形式的能量，最主要的还属风力发电，它是目前最具发展潜力的领域之一。风能作为一种无污染的新能源，能够很好的解决人类资源紧缺的问题，尤其对交通不便的边远地区，可以作为解决生产和生活能源的重要途径。
　　随着风电能源得到广泛利用，并网运行风电场数量逐渐增加，风电的随机性和间歇性会导致电力系统的日前调度计划中旋转备用不足，影响系统安全稳定运行。由于电力调度繁琐复杂，人工很难完成，因此亟需建立电力优化软件辅助调度决策。
　　本文首先介绍了电网加入风电场后对旋转备用以及有功调度的影响的调度优化模型，包含了风电预测模型、旋转备用总量模型以及优化调度模型。其中风电预测模型中建立了风电预测偏差的概率密度函数，将正态分布与拉普拉斯分布联合，模拟风电预测偏差的概率分布。在旋转备用总量及优化调度模型中，考虑处理风电预测与负荷预测的不确定性因素时，基于置信度确定了系统需要增加的旋转备用容量，并在此基础上，分别建立了等备用调度模型和旋转备用优化调度模型。在等备用调度模型中，机组发电出力计划可按等比例和优化调度两种方式进行分配。旋转备用优化调度模型针对机组发电出力与旋转备用的计划安排方式建立了模型即发电出力计划与旋备计划联合优化。
　　本文在上述调度模型的基础上，结合MFC应用程序框架技术以及XML数据存储技术，具体分析了系统需求，确定了系统的两个主要的功能模块：参数配置模块以及调度策略模块。在对系统的模块进行分析以及设计之后实现了该电力优化软件。在文章的最后提出了系统的测试方案，测试了系统的所有功能，包括参数配置模块（基本参数配置模块、风电场参数配置模块、机组参数配置模块）以及调度策略模块（等备用调度策略以及旋转别用调度策略）的功能的测试。以真实的优化数据展示了系统调度的结果。实验结果证明，该系统能够较好地支持调度人员或科研人员进行电力调度。

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第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 国内外研究历史与现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本论文的结构安排

第二章 相关基础理论

2.1 MFC应用程序框架技术

2.2 XML数据存储与读取技术

2.3 电力调度模型及其求解方法

2.4 本章小结

第三章 电力优化软件的需求分析

3.1 需求概述

3.2 核心功能性需求

3.3 需求定义与分析

3.4 非功能性需求

第四章 电力优化软件的功能设计

4.1 软件架构设计

4.2 参数配置模块的设计

4.3 调度策略模块的设计

4.4 结果打印模块的设计

4.5 本章小结

第五章 电力优化软件的实现

5.1 参数配置模块的实现

5.2 调度策略模块的实现

5.3 结果打印模块的实现

5.4 所应用到的关键技术实现

5.6 本章小节

第六章 电力优化软件的测试与分析

6.1 软件应用环境介绍

6.2 参数配置测试

6.3 调度策略优化测试

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献