考虑风光互补的电力系统动态经济调度研究

摘要

随着大规模风电和光伏的并网，风电和光伏的互补入网调度开始逐步应用，同时风电和光伏出力的不确定性及波动性对电力系统调度运行的影响也越来越复杂。本文就风电出力的不确定性和波动性两个方面，对考虑风光互补的电力系统经济调度问题进行研究，提出了新的建模思路和求解方法，在保证电力系统可靠性的前提下，使系统的经济效益达到最优。
　　针对风力发电、光伏发电和负荷的不确定问题，引入预测误差的不确定性，基于不确定规划理论，提出了一种考虑风光荷预测误差的电力系统经济优化调度模型。首先分析了风电、光伏以及负荷预测误差的不同概率分布特性，由于其出力特性的各不相同，分别采用模糊随机变量和随机变量处理。在此基础上，综合考虑环境污染成本和风光荷出力成本等目标，并采用基于AHP的模糊综合多目标处理策略进行处理。根据所建模型，提出了混合模拟的进化算法进行求解，算例结果分析表明了所建模型的合理性和有效性。
　　针对含风光电场的电力系统调度问题进行研究，引入了预测误差的不确定性，将风光荷预测误差视为具有不确定性的随机变量，建立了风光荷联合概率分布函数。根据改进的超分位数方法，对传统模型进行改进，建立了失负荷损失概率约束模型，为调度人员权衡电力系统经济性和可靠性提供理论参考。根据所建模型，用随机模拟和解析法相结合进行计算，以含风光电场的IEEE30节点系统为算例，算例结果分析表明了所建模型的合理性和有效性。
　　针对风电、光伏等的出力波动性强和电网负荷波动明显，提出了风光蓄一体化出力的调度策略，定义了广义负荷的概念，利用抽水蓄能的灵活可调度性空间平移间歇性能源的出力，平滑广义负荷曲线，平抑波动。建模引入风光蓄多种能源出力最大和广义负荷波动最小的多目标函数，并在火电经济成本中考虑机组启停费用。算例分析结果表明：基于风光水火多能互补的经济调度模型不仅能起到提高间歇性能源的利用率和削峰填谷的效果，还可以减少火电机组启停次数，降低火电经济成本。
　　最后在已有成果的基础上，指出了考虑风光互补的电力系统动态经济调度未来的研究方向和发展趋势，提出了本课题需要进一步研究的内容和突破点。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 考虑风光荷预测误差的电力系统经济优化调度

2.1 风光荷误差分布模型

2.2 数学模型

2.3 模型求解

2.4 算例分析

2.5 结论

第3章 基于改进超分位数法的含风光电场电力系统经济优化调度

3.1 多随机因素超分位数方法

3.2 风光荷联合概率密度分布

3.3 数学模型

3.4 算例分析

3.5 本章小结

第4章 基于风光水火多能互补的电力系统优化调度

4.1 数学模型

4.2 模型求解

4.3 算例分析

4.4 结论

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

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