风电并网系统多目标优化运行策略研究

【摘要】：当前社会对电能需求的增长和环保意识的提高促使新能源得到了很好的发展。风电由于其技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,成为可再生能源中发展最快且具有良好发展前景的发电方式。随着并网风电场规模的不断扩大,风电场输出功率的间歇性和波动性给系统运行带来的影响越来越明显,这成为制约风电发展最主要的因素。为充分有效地利用风能,有必要对风电并网系统的优化运行策略进行研究。 本文针对风力发电的特点和优化运行的要求,对风电并网系统的优化运行策略进行了研究。建立考虑环保的风电并网系统动态经济调度(Economic Dispatch, ED)模型,模型中引入考虑风电预测误差的正、负旋转备用,以应对风电功率预测误差给电力系统调度带来的影响,以IEEE30节点系统为例,验证了该动态经济调度模型的合理性。建立考虑运行风险的风电并网系统最优潮流(Optimal Power Flow, OPF)模型,模型中考虑正、负旋转备用约束及其他安全运行约束,以RTS-79系统为例,证明了该最优潮流模型的可行性。 电力系统动态经济调度和最优潮流计算都是高维数、非凸、多约束的优化难题,引入了两个改进策略以提高多目标差分进化算法(Differential Evolution for Multiobjective Optimization, DEMO)的寻优能力,并采用该算法求取动态经济调度和最优潮流算例中的Pareto最优解。算例结果表明,文中采用的算法具有高效的寻优能力。 【关键词】：风电 优化运行 运行风险 经济调度 最优潮流 多目标差分进化
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及研究意义9-16
• 1.1.1 电力系统优化运行概述9-11
• 1.1.2 风电的发展情况11-13
• 1.1.3 风电并网对电力系统运行的影响13-15
• 1.1.4 研究意义15-16
• 1.2 研究现状16-18
• 1.2.1 风电并网系统经济调度研究现状16
• 1.2.2 风电并网系统最优潮流研究现状16-17
• 1.2.3 求解算法研究现状17-18
• 1.3 本文主要工作18-19
• 第2章 多目标差分进化算法19-25
• 2.1 多目标优化问题的数学描述和基本概念19-20
• 2.2 差分进化算法概述20-21
• 2.3 多目标差分进化过程21-22
• 2.4 改进措施22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 考虑环保的风电并网系统动态经济调度25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 考虑环保的风电并网系统动态经济调度模型25-28
• 3.2.1 目标函数25-26
• 3.2.2 约束条件26-27
• 3.2.3 改进DEMO的实现27-28
• 3.3 辅助决策28-29
• 3.4 计算流程29
• 3.5 算例分析29-34
• 3.5.1 算例描述29-31
• 3.5.2 结果分析31-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 考虑运行风险的风电并网系统最优潮流35-51
• 4.1 引言35
• 4.2 电力系统运行风险评估35-39
• 4.2.1 运行风险定义35-36
• 4.2.2 故障概率模型36-37
• 4.2.3 故障严重度评价模型37-38
• 4.2.4 风险计算流程38-39
• 4.3 含风电场的潮流计算分析39-42
• 4.3.1 异步风力发电机数学模型39-41
• 4.3.2 含异步风机的电力系统潮流计算方法41-42
• 4.4 考虑运行风险的风电并网系统最优潮流模型42-45
• 4.4.1 目标函数42
• 4.4.2 约束条件42-43
• 4.4.3 改进DEMO的实现43-44
• 4.4.4 辅助决策44-45
• 4.5 算例分析45-50
• 4.5.1 算例描述45-46
• 4.5.2 结果分析46-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第5章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 在校期间发表论文以及参加科研情况57-58
• 致谢58

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