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考虑风电不确定性的电力系统多目标鲁棒调度策略研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:47:44
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考虑风电不确定性的电力系统多目标鲁棒调度策略研究【摘要】:风电出力的不确定性给电力系统的调度和运行带来一定困难。一方面,风电不确定性对系统的爬坡能力提出了更高的要求,研究机组的出力

【摘要】:风电出力的不确定性给电力系统的调度和运行带来一定困难。一方面,风电不确定性对系统的爬坡能力提出了更高的要求,研究机组的出力分配,使系统拥有足够的爬坡能力来应对风电不确定性是电网安全运行的重要保证。另一方面,在风电不确定性的扰动下,如何保证日前调度所获得的解具有一定的鲁棒性,从而切实可行的指导电网的实际运行对电网安全运行意义重大。 针对上述问题,本文分别从提高系统整体爬坡能力和电力系统多目标鲁棒调度两个方面进行研究,具体研究内容如下: 首先,分析了含碳捕集设备的火电机组的能耗和碳排放特性;总结了引起风电不确定性的因素,及其给电力系统所带来的负面影响;对鲁棒优化的相关概念和基本的数学模型进行了概述。 其次,采用场景分析的方法刻画风电不确定性,提出了采用聚类技术对场景数量进行缩减的方法。定义了爬坡冗余度的概念,将风电不确定性及其变化趋势对调度的影响计及到调度模型中,建立了基于场景分析的经济爬坡调度模型。从仿真结果的分析中,给出在风电不确定性扰动的情况下,提高系统爬坡能力的策略,为电网企业提供参考。 最后,采用鲁棒优化方法来考虑风电的不确定性,建立了多目标鲁棒经济环境调度模型,并在模型中考虑了碳捕集设备的灵活运行方式对电网调度的影响。模型应用智能优化算法进行求解获得Pareto解集,仿真结果从风电不确定性程度对鲁棒解集的影响、最优解的鲁棒性和碳捕集与封存装置灵活运行对调度的影响三个方面进行了分析。 【关键词】:风电不确定性 场景分析 最近邻聚类 爬坡冗余度 鲁棒优化 碳捕集与封存 灵活运行
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM73
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-10
  • 第1章 绪论10-16
  • 1.1 课题背景及意义10-13
  • 1.1.1 风电及低碳技术的发展10-12
  • 1.1.2 电网调度模式的转变12-13
  • 1.2 国内外研究现状13-15
  • 1.3 本文所做工作15-16
  • 第2章 风火电运行特性及鲁棒优化理论简介16-25
  • 2.1 引言16
  • 2.2 火电机组运行特性16-19
  • 2.2.1 火电机组的能耗特性16-18
  • 2.2.2 火电机组的碳排放特性18-19
  • 2.3 风电运行特性19-21
  • 2.3.1 风电不确定性19-20
  • 2.3.2 风电不确定性带来的问题20-21
  • 2.4 鲁棒优化21-24
  • 2.4.1 传统不确定参数处理方法21-22
  • 2.4.2 鲁棒优化及其优点22-23
  • 2.4.3 鲁棒优化数学描述23-24
  • 2.5 本章小结24-25
  • 第3章 基于场景分析的含风电系统经济爬坡调度25-39
  • 3.1 引言25
  • 3.2 不确定性描述25-27
  • 3.2.1 场景生成25-27
  • 3.2.2 基于最近邻聚类的场景削减27
  • 3.3 目标函数27-30
  • 3.3.1 经济成本28
  • 3.3.2 爬坡冗余度28-30
  • 3.4 约束条件30-31
  • 3.5 MOBCC 算法描述及 TOPSIS 决策算法31-32
  • 3.5.1 MOBCC 算法描述31
  • 3.5.2 TOPSIS 决策算法31-32
  • 3.6 算例仿真32-37
  • 3.6.1 算例描述32-33
  • 3.6.2 聚类有效性分析33-34
  • 3.6.3 Pareto 解集分布分析34-35
  • 3.6.4 机组出力分析35-37
  • 3.7 本章小结37-39
  • 第4章 考虑 CCS 灵活运行的含风电系统多目标鲁棒调度39-52
  • 4.1 引言39-40
  • 4.2 经济环境调度模型描述40-41
  • 4.2.1 经济成本描述40-41
  • 4.2.2 碳捕集电厂环境成本41
  • 4.3 含风电扰动的经济环境调度模型41-42
  • 4.4 鲁棒经济环境调度模型的转化42-44
  • 4.4.1 基于有效目标函数的鲁棒模型转化42-43
  • 4.4.2 有效目标函数的计算43-44
  • 4.4.3 约束条件44
  • 4.5 算例分析44-51
  • 4.5.1 算例描述和场景设置44-46
  • 4.5.2 鲁棒 Pareto 解集分布分析46-47
  • 4.5.3 最优解鲁棒性分析47-50
  • 4.5.4 CCS 灵活运行分析50-51
  • 4.6 本章小结51-52
  • 结论52-53
  • 参考文献53-59
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果59-60
  • 致谢60-61
  • 作者简介61


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