考慮概率分布不確定性的含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行問(wèn)題研究.pdf

1、在傳統(tǒng)能源儲(chǔ)備和環(huán)境污染日益緊張的今天，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔的能源，在世界范圍內(nèi)得到了越來(lái)越多的重視，其應(yīng)用也得到了迅猛的發(fā)展。然而，由于風(fēng)力發(fā)電固有的間歇性和波動(dòng)性，其大規(guī)模的接入使電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)和運(yùn)行特性發(fā)生了巨大的變化，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)的輸送和調(diào)峰能力等提出了更高的要求。在此背景下，本文考慮到風(fēng)電接入后電力系統(tǒng)中隨機(jī)因素的概率分布的不確定性，在系統(tǒng)規(guī)劃方法和運(yùn)行策略兩個(gè)方面開(kāi)展了一系列的研究。具體研究?jī)?nèi)容主要包括:
　　1.

2、提出基于最大熵原理的風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化方法。首先，采用半不變量法計(jì)算得到電力系統(tǒng)中隨機(jī)潮流的若干階矩的信息。其次，根據(jù)最大熵原理，基于隨機(jī)潮流的部分信息，求解其最符合實(shí)際的概率分布，從而刻畫出一個(gè)較為準(zhǔn)確的不確定性環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，采用機(jī)會(huì)約束描述電力系統(tǒng)安全運(yùn)行要求，以最大化風(fēng)電并網(wǎng)容量為目標(biāo)，建立風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型，從而充分利用風(fēng)能。
　　2.提出含風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度策略優(yōu)化方法。首先在系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)處對(duì)潮流方程進(jìn)行線性化，進(jìn)而提

3、出應(yīng)對(duì)風(fēng)電功率和負(fù)荷波動(dòng)的發(fā)電調(diào)度策略數(shù)學(xué)模型。其次，以使發(fā)電成本最小為目標(biāo)，考慮系統(tǒng)線路不過(guò)負(fù)荷以及常規(guī)機(jī)組出力上下限等約束，建立發(fā)電調(diào)度策略優(yōu)化模型。隨后，采用結(jié)合最大熵模型的模式搜索法求解該模型，其中在調(diào)度策略的參考解下，基于最大熵原理尋找系統(tǒng)中線路有功功率等隨機(jī)潮流變量最符合實(shí)際的概率分布。最后，在算例分析中將文中提出的方法與Monte Carlo法以及基于Gram-Charlier級(jí)數(shù)展開(kāi)理論的方法進(jìn)行比較。
　　3.提

4、出一種考慮風(fēng)電功率概率分布不確定性的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方法。該方法可保證求得的電網(wǎng)規(guī)劃方案在風(fēng)電功率任意一種可能的概率分布下均滿足輸電系統(tǒng)安全運(yùn)行要求，同時(shí)最小化投資成本。首先采用概率分布魯棒機(jī)會(huì)約束優(yōu)化模型描述含風(fēng)電場(chǎng)的輸電網(wǎng)規(guī)劃問(wèn)題，然后綜合運(yùn)用S-lemma、矩陣Schur補(bǔ)性質(zhì)等消去該優(yōu)化模型中的隨機(jī)變量，并將其轉(zhuǎn)化為含有矩陣不等式的確定性模型，進(jìn)而采用基于線性矩陣不等式優(yōu)化的遺傳算法進(jìn)行求解?；趯?shí)際電網(wǎng)的算例說(shuō)明了文中提出方法的可

5、行性和有效性。
　　4.提出含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的概率分布魯棒備用優(yōu)化調(diào)度方法。針對(duì)風(fēng)電功率概率分布的不確定性，采用概率分布魯棒聯(lián)合機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型來(lái)描述電力系統(tǒng)備用優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。該模型可同時(shí)求得最優(yōu)的常規(guī)機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、備用購(gòu)買容量以及備用調(diào)度策略，并且保證在任何一種風(fēng)電功率可能的概率分布下，系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平要求都能得到滿足。為求解概率分布魯棒聯(lián)合機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，可根據(jù)S-lemma和矩陣Schur補(bǔ)性質(zhì)等將其轉(zhuǎn)化為含有雙線性矩陣

6、不等式的確定性模型，進(jìn)一步采用循序凸優(yōu)化算法逐漸趨近模型的最優(yōu)解。
　　5.提出基于風(fēng)險(xiǎn)的含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)概率分布魯棒備用協(xié)調(diào)優(yōu)化方法。將風(fēng)電功率預(yù)測(cè)視為確定的預(yù)測(cè)值和具有隨機(jī)性的預(yù)測(cè)誤差兩部分，其中預(yù)測(cè)誤差的概率分布未知。針對(duì)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差概率分布的不確定性，提出基于條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值概念的風(fēng)電備用容量確定方法。進(jìn)一步地，考慮系統(tǒng)中多種備用之間的協(xié)調(diào)以及常規(guī)機(jī)組爬坡約束等，建立基于概率分布魯棒聯(lián)合機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的備用協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，從而