当前位置: 首页 > 学术论文 > 水能 > 正文

水电系统优化调度模型及方法研究

关注热度:95   来源:新能源学术论文  作者:杨阳
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:随着我国流域梯级水电站群逐渐呈规模化发展和电力市场化改革的推进,对于水电站水库优化调度的精细化建模和考虑市场竞争机制的建模将会带来更大的经济效益。在计划调度体制下,水电跨年调度方案的优化空间有待进行深度挖掘,对于提高水能资源利用效率、发挥水电在节能减排方面的优势,具有重要的现实意义。随着我国电力市场化改革道路日渐明晰,研究在市场机制下的中长期水电调度期末水位优化方案、短期水电调度的精细化建模、水电富集电力系统短期发用电一体化调度方案等,不仅具有学术价值,而且还具有良好的应用前景,将为我国发电企业参与市场竞争和充分发挥水电资源的价值提供理论分析方法。 在以上研究背景下,本文针对计划调度模式下长期梯级水电站的调度期末预留水位优化问题、市场价格机制下的中长期水电调度期末水位优化及水电站电能分配问题、考虑现货市场价格风险的短期水电优化调度问题以及水电富集电力系统的发用电一体化调度问题,开展了以下研究工作: (1)在计划调度模式下,针对梯级水电站调度期末预留水位优化问题,首先,借鉴经济学中的风险价值(value at risk, VaR)概念,计算在一定置信度下的第一个调度周期可靠来水流量;然后,构建以发电收益最大化为目标的梯级水电跨年随机优化调度模型,使得第一个调度期末预留水位能够适应第二个调度周期多种来水情况,并满足相应的运行约束条件;其次,采用条件风险价值(condition value at risk, CvaR)指标衡量发电收益风险,并建立将发电收益经济性与风险性统一的双层优化模型;最后,将模型进行线性化处理,针对所建混合整数线性规划模型的解算,提出了主、子问题一体控制的最优Benders分解方法。 (2)在市场环境下,首先,针对具有单水库的水电站的调度期末水位优化问题,研究各种场景约束条件下的水电调度期末水位优化与短期市场出清一体化决策框架,使发电商发电收益最大化。为此,构建以未来一个调度周期的水电收益最大化为上层目标、以各种场景下系统短期市场发电成本最小化为下层目标的双层优化模型,运用下层问题的KKT条件将问题转化为均衡约束数学规划问题(mathematical problems with equilibrium constraints, MPECs),运用强对偶理论将模型中的非线性项进行线性转换,从而将原模型转换为大规模混合整数线性规划问题,利用Benders分解法对模型进行求解。然后,针对水电发电商参与现货市场与双边交易市场的电能分配问题,以发电商收益最大化为目标,建立两阶段随机线性规划模型,即在第一阶段考虑购电方的需求价格弹性,优化双边交易量及交易价格,在第二阶段以调整发电量的方式进行补偿决策;同时考虑来水及现货市场电价的波动性,以CvaR对收益风险进行衡量,应用混合整数线性规划法对模型进行求解。 (3)在市场环境下,针对短期水电优化调度问题,首先,对现货市场电价进行仿真分析计算;然后,考虑水头对发电效率的影响,将二者之间的相互关系进行非线性建模,以充分挖掘水电发电收益;最后,以发电收益最大化为目标,构建考虑现货市场价格风险的短期水电优化调度模型,并采用混合整数非线性规划与混合整数线性规划相结合的方法对模型进行求解。 (4)针对水电富集电力系统中的发用电一体化调度问题,首先,以计划调度体制下的负荷调度为研究切入点,建立两阶段优化模型:1)在第一阶段,考虑用户用电能效,构建多目标数学模型,采用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,优化得到负荷调度次序以及调度目标值;2)在第二阶段,在分析负荷可调容量随机特性的基础上,提出考虑负荷调度目标完成率的决策模型。然后,在对价格响应负荷进行建模的基础上,构建考虑负荷调度的最优潮流(optimal power flow, OPF)模型,继而,将可中断负荷与价格响应负荷分别纳入系统的正、负旋转备用约束模型中,从全系统的角度,构建以社会效益最大化为目标的发用电一体化调度模型,采用原-对偶内点法对模型进行求解。 最后,通过算例计算分析,验证了所提优化调度模型和求解方法的正确性和可行性,为调度方案的实用化奠定了理论基础。
【关键词】:发用电一体化 水电调度 优化调度 调度模型 调度方法
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM73
【目录】:
  • 摘要5-7
  • Abstract7-15
  • 第1章 绪论15-29
  • 1.1 论文背景及研究意义15-16
  • 1.2 国内外研究综述16-24
  • 1.2.1 水电站水库优化调度16-21
  • 1.2.2 发用电一体化调度21-24
  • 1.3 论文的研究内容24-27
  • 1.4 论文的创新点27-29
  • 第2章 考虑调度期末水位优化的梯级水电跨年随机调度29-46
  • 2.1 引言29-30
  • 2.2 水电站水库来水描述30-32
  • 2.2.1 水电站水库来水随机特性分析30
  • 2.2.2 第一调度周期来水描述30-31
  • 2.2.3 第二调度周期来水描述31-32
  • 2.3 梯级水电跨年随机优化调度模型32-38
  • 2.4 求解方法38-41
  • 2.4.1 求解两阶段随机规划模型的Benders分解法38-39
  • 2.4.2 最优Benders分解法39-41
  • 2.5 算例分析41-45
  • 2.6 本章小结45-46
  • 第3章 市场价格机制下中长期水电优化调度46-59
  • 3.1 引言46-47
  • 3.2 采用Benders分解法的调度期末水位双层优化模型47-53
  • 3.2.1 双层优化模型介绍47
  • 3.2.2 调度期末水位双层优化模型47-51
  • 3.2.3 场景树的构建51
  • 3.2.4 求解方法51-52
  • 3.2.5 算例分析52-53
  • 3.3 考虑需求价格弹性的水电站电能分配优化模型53-57
  • 3.3.1 考虑需求价格弹性的电能分配优化模型53-55
  • 3.3.2 算例分析55-57
  • 3.4 本章小结57-59
  • 第4章 考虑现货市场价格风险的短期水电优化调度59-69
  • 4.1 引言59
  • 4.2 电价随机特性分析59-61
  • 4.2.1 电价随机特性建模59-60
  • 4.2.2 现货市场电价仿真分析60-61
  • 4.3 考虑现货市场价格风险的短期水电优化调度模型61-63
  • 4.3.1 数学模型61-63
  • 4.3.2 水电转换关系的非线性建模63
  • 4.4 求解方法63-64
  • 4.5 算例分析64-67
  • 4.6 本章小结67-69
  • 第5章 水电富集电力系统发用电一体化调度69-91
  • 5.1 引言69
  • 5.2 计划体制下负荷调度模型69-83
  • 5.2.1 基于标尺竞争机制的负荷调度模型70-72
  • 5.2.2 采用改进NSGA-Ⅱ算法的负荷调度模型72-75
  • 5.2.3 考虑负荷调度目标完成率的决策模型75-79
  • 5.2.4 算例分析79-83
  • 5.3 水电富集电力系统发用电一体化调度模型83-90
  • 5.3.1 数学模型83-86
  • 5.3.2 求解方法86-87
  • 5.3.3 算例分析87-90
  • 5.4 本章小结90-91
  • 第6章 结论与展望91-93
  • 6.1 结论91-92
  • 6.2 展望92-93
  • 参考文献93-103
  • 术语表103-104
  • 附录A IEEE-30节点系统网络图及参数104-107
  • 附录B IEEE-32节点系统网络图及参数107-109
  • 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果109-110
  • 攻读博士学位期间参加的科研工作110-111
  • 致谢111-112
  • 作者简介112


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

配电市场价格监管方法    岳顺民,余贻鑫

需求侧负荷管理中最优错峰计划的生成    刘健;王双虎;明正峰;

基于遗传拓扑混合算法的配电网多故障抢修策略    张晶伟;张粒子;黄弦超;

电力市场下直接负荷控制决策模型    张钦;王锡凡;别朝红;王建学;

考虑负荷控制的配电网故障恢复    黄弦超;张粒子;Gareth TAYLOR;

含风电系统的发用电一体化调度模型    王卿然;谢国辉;张粒子;

电力市场和过渡期电力系统可中断负荷管理(二)——可中断负荷运营    王建学,王锡凡,张显,张振德

电力市场中的水电机组优化调度模型    曾勇红;王锡凡;张显;

水库水电站中长期隐随机优化调度综述    纪昌明;周婷;王丽萍;秦悦悦;

水电能源系统最小熵增模型及其求解    缪益平;纪昌明;李崇浩;刘丹;

面向省级电网的跨流域水电群优化建模与应用研究    廖胜利

水火风发电系统多周期联合优化调度模型及方法    葛晓琳

宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征分析    徐利岗;汤英;杜历;鲍子云;

基于近47a扎龙湿地气候变化的R/S方法分析    刘艳茹;孙彦坤;

官厅水库流域降水量的时间变化分析    贾琪璟;

智能电网电力需求侧管理系统研究    孟庆锋;

城市防洪工程经济风险分析的蒙特卡洛法    金菊良,刘永芳,丁晶,魏一鸣

节能减排调控模型的系统仿真与目标优化——以略阳县灾后恢复重建规划为例    周宾;陈兴鹏;庹梅;

寸滩站年最大洪峰演变规律及预报研究    王渺林;傅华;薛兴江;

三峡梯级电厂日优化调度    曾勇红,权先璋,李承军

基于集对分析的洪水序列相关性分析    粟峥华;李玮;

可中断负荷管理的实用方法研究    胡福年;汤玉东;邹云;

计及环路潮流约束的电力远期与现货市场古诺均衡分析    王瑞庆;李渝曾;张少华;

梯级水电站群的优化调度模型及其应用    龙军;饶锐;

基于小波消噪的季节性水文预测模型研究    渠庚;郭小虎;闵凤阳;

基于InterPSS网格计算的新型电力系统级联故障仿真分析方法    王耀文;武志刚;侯冠基;张尧;周二专;

电力系统机组组合研究综述    李晓磊;周京阳;于尔铿;潘毅;

梯级水电站优化调度系统研究    余平;刘广宇;

短期水电调度的聚合机组模型研究    翟桥柱;肖寻;李轩;

昆明地区持续干旱随机模拟研究    孙国印;姜敏;金晨曦;

电力市场条件下的工程和金融风险评估及规避    赵珊珊

大型压水堆核电站接入电网的理论和技术研究    施希

节能减排环境下电网企业经营风险控制方法研究    朱柯丁

电力经济系统决策中不确定性问题的研究    郑雅楠

发电调度优化模型与方法研究    王楠

流域梯级电站群多目标联合优化调度与多属性风险决策    覃晖

长江中下游江湖水交换规律研究    赵军凯

人工牧草生理生态过程模拟及高效用水灌溉制度研究    于婵

黄河梯级水库水电沙一体化调度研究    万毅

电力市场环境下发电公司的短期经济运行研究    孙力勇

梯级水电站优化运行研究与应用    郑慧涛

基于随机动态规划的清江梯级水库发电优化调度规则研究    仇军

多泥沙河流水库优化调度研究    刘磊

梯级水电站群中长期多目标优化调度方法    范祥莉

大伙房水库径流中长期预报方法应用研究    游海林

基于鲁棒优化的电量分配模型的研究    陈洋洋

邯郸市水资源管理与开发模式研究    陈彩虹

混合智能算法在梯级水库中长期优化调度中的应用    李庚

改进PSO算法在水库长期优化调度中的应用研究    吴刚

基于改进免疫算法的机组组合优化    王敏蔚

白丰梯级水库实用电力优化调度图的研制——变动目标水位控制法的研究    宋雅坪

水电厂竞价电量的风险分析模型及应用    张验科;王丽萍;李安强;李崇浩;

基于Web的水库洪水预报调度系统的关键技术    程春田;廖胜利;李刚;李向阳;

风电场对发输电系统可靠性影响的评估    吴义纯,丁明,李生虎

梯级水电站多目标模糊优化调度模型及其求解方法    胡国强;贺仁睦;

风电场中抽水蓄能系统容量的优化选择    潘文霞;范永威;朱莉;高阿龙;

含风电场的电力系统机组组合问题随机模拟粒子群算法    江岳文;陈冲;温步瀛;

三江平原气候突变分析    闫敏华,邓伟,陈泮勤

模糊数学在工程技术领域中的方法论作用    许士国,陈守煜

基于图论的水库群洪水预报调度系统集成研究    周惠成;彭勇;王国利;

大规模水电站群短期联合优化调度研究与应用    申建建

基于复杂适应理论的水资源优化配置整体模型研究    赵建世

多变异拟子—基因共同进化算法的理论及应用研究    孙国玺

电力市场环境下峰谷分时电价理论建模与影响分析    胡福年

电力市场环境下水电系统的优化调度及风险管理研究    刘红岭

风电并网及其穿透功率极限研究    李文娟

跨流域引水水电站水库系统优化调度研究    张芳

博斯腾湖流域水盐平衡模型研究    钟瑞森

火电电网中抽水蓄能电站容量优化研究    张培

基于用户响应的峰谷分时电价决策优化模型的应用研究    郜璘

含风/水/火电的电力系统动态经济调度和节能调度    吕清洁

水电站实时优化调度模型及其应用    邱林

水电站短期优化调度模型的探讨    唐明;马光文;陶春华;涂扬举;陈刚;

寺坪水电站优化调度模型    张云辉;田雨;雷晓辉;高力书;

电力系统经济优化调度模型分析与应用    韩竞;

平原灌注式水库优化调度模型    刘翠容 ,郑国瑛

水库优化调度模型的改进    张玲;

水库隐性随机优化调度模型及应用    王丽萍,冯尚友

江水北调优化调度模型的研究    方道南

半导体制造系统优化调度模型的分解和简化方法    卫军胡,管晓宏,孙国基,胡保生

水库发电优化调度模型的对比研究    张雯怡,黄强,畅建霞

安康洪水优化调度模型及风险辨识的应用研究    巩琳琳;黄强;冯缠利;薛小杰;

水电厂年度发电量评价策略    邝录章;

湖州城区防洪优化调度模型的研究    苏锡祺;徐也平;叶贵汉;王兰生;

平原湖区除涝排水系统实时优化调度模型    王士武;白宪台;郭宗楼;

水电系统优化调度模型及方法研究    杨阳

水火风发电系统多周期联合优化调度模型及方法    葛晓琳

梯级电站群短期优化调度模型与定价方案选择    谢红胜

考虑大规模风电接入系统的发电优化调度模型及方法研究    李丰

水电站优化调度模型及其应用研究    张丽娜

水火电系统中期优化调度模型与应用研究    王静

应急救援血液优化调度模型与算法研究    秦晓燕

水火电短期优化调度模型和算法的研究    韩冬

水库水沙联合优化调度模型与评价方法研究    向腾飞

物流与配送管理的研究及系统实现    肖傲三

 
关键词: 发用电一体化

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言