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含风电和抽水蓄能的电力系统二阶段发电调度模型及算法研究

关注热度:95   来源:新能源学术论文  作者:宗瑾
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【摘要】:风力发电具有不需消耗化石燃料和减少碳排放的优点。近年来风电装机容量在世界范围内发展迅猛,但是风电场输出功率的随机性和波动性给系统的稳定运行带来很多的问题,成为制约风电发展的主要原因。抽水蓄能是平抑风电波动的有效手段。含风电、抽水蓄能和火电的电力系统协调发电调度具有显著的经济和环保效益。 本文针对风电、抽水蓄能的特点和经济调度的要求提出了含风电、抽水蓄能和火电的二阶段协调调度模型,该模型利用风电场景集模拟风电场预测出力,并将调度计划划分为日前调度和时前调度,能有效消纳风电的不确定性,降低系统对运行备用的需求;同时协调调度从系统经济和可靠运行角度对抽水蓄能电站运行方式进行了优化。然后给出了求解日前调度模型的二进制粒子群算法和时前调度阶段的修正算法。最后,用改进的IEEE-10机组标准算例进行了算例仿真,运用MATLAB7.0编程实现了本文提出的算法,验证了所提模型和算法的有效性。研究成果不仅对制定含风电和抽水蓄能的电力系统发电调度方案具有理论指导意义,并且对抽水蓄能容量规划有参考价值。
【关键词】:风电场景集 二阶段决策 抽水蓄能 机组组合 二进制粒子群算法
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM73
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-10
  • 第1章 绪论10-20
  • 1.1 课题研究背景和意义10-13
  • 1.1.1 国内外风电发展概况10-13
  • 1.1.2 风电-抽水蓄能电站联合运行发展概况13
  • 1.2 火电-风电-抽水蓄能电站联合发电调度研究现状13-19
  • 1.2.1 含风电场发电调度研究现状14-15
  • 1.2.2 风电-抽水蓄能电站联合发电调度研究现状15-16
  • 1.2.3 求解算法研究现状16-19
  • 1.3 本文主要工作19-20
  • 第2章 风电不确定性及抽水蓄能电站建模20-29
  • 2.1 风电不确定性建模20-25
  • 2.1.1 风电输出功率特性20-21
  • 2.1.2 风电不确定性建模概述21-22
  • 2.1.3 风电场景集生成22-23
  • 2.1.5 场景缩减23-25
  • 2.2 抽水蓄能电站简介25-27
  • 2.2.1 抽水蓄能电站的产生及发展25
  • 2.2.2 抽水蓄能电站工作原理及分类25-26
  • 2.2.3 抽水蓄能电站运行方式及功能26-27
  • 2.3 抽水蓄能电站建模27-28
  • 2.4 本章小结28-29
  • 第3章 二阶段发电调度建模29-35
  • 3.1 二阶段调度架构29-30
  • 3.1.1 二阶段决策介绍29
  • 3.1.2 二阶段决策在发电调度中的应用29-30
  • 3.2 日前调度模型30-33
  • 3.2.1 目标函数30-31
  • 3.2.2 约束条件31-33
  • 3.3 时前调度模型33-34
  • 3.3.1 修正抽水蓄能电站出力的模型33-34
  • 3.3.2 修正火电机组出力的模型34
  • 3.4 本章小结34-35
  • 第4章 二阶段调度模式求解算法35-47
  • 4.1 二进制粒子群优化算法介绍35-38
  • 4.1.1 基本粒子群算法概述35-36
  • 4.1.2 基本粒子群算法数学模型36-37
  • 4.1.3 二进制粒子群优化算法37
  • 4.1.4 算法参数选择37-38
  • 4.2 二进制粒子群算法在求解日前调度模型中的应用38-45
  • 4.2.1 抽水蓄能电站的二进制编码38-39
  • 4.2.2 粒子结构及其初始化39
  • 4.2.3 抽水蓄能电站修正39-40
  • 4.2.4 确定火电机组优先级40-41
  • 4.2.5 火电机组电量平衡修正41
  • 4.2.6 机组持续开停时间修正41-42
  • 4.2.7 去多余机组修正42-43
  • 4.2.8 粒子适应度的计算43-44
  • 4.2.9 日前调度阶段求解算法小结44-45
  • 4.3 时前调度阶段求解算法45-46
  • 4.4 本章小结46-47
  • 第5章 算例分析47-57
  • 5.1 系统参数47-49
  • 5.2 评价指标49
  • 5.3 结果分析49-56
  • 5.3.1 仿真结果49-54
  • 5.3.2 引入时前调度阶段后的运行备用需求分析54
  • 5.3.3 抽水蓄能电站容量对系统影响分析54-56
  • 5.4 本章小结56-57
  • 第6章 结论与展望57-59
  • 6.1 结论57
  • 6.2 展望57-59
  • 参考文献59-64
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文64-65
  • 攻读硕士学位期间参加的科研工作65-66
  • 致谢66-67
  • 作者简介67


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关键词: 风电场景集

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