水火風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)多周期聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型及方法.pdf

1、為了促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，大力開(kāi)發(fā)利用水電、風(fēng)電等清潔能源已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注。隨著流域梯級(jí)水電站群的規(guī)?；l(fā)展，梯級(jí)上下游電站間的時(shí)空相關(guān)性更加緊密，在水電優(yōu)化調(diào)度中考慮電站間水流滯時(shí)動(dòng)態(tài)變化和水電機(jī)組檢修計(jì)劃的影響，將能夠促進(jìn)上下游電站統(tǒng)籌協(xié)調(diào)運(yùn)行，充分發(fā)揮流域梯級(jí)水電節(jié)能效益。此外，隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量的增加，風(fēng)電功率的隨機(jī)波動(dòng)性、不可控性以及難以預(yù)測(cè)性增加了電網(wǎng)調(diào)峰的難度和優(yōu)化調(diào)度的不確定性。為了促進(jìn)風(fēng)電的消納，充分發(fā)揮梯

2、級(jí)水電、火電的調(diào)節(jié)能力，開(kāi)展多種能源的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，已經(jīng)成為當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)度面臨的迫切需要解決的問(wèn)題?；谏鲜霰尘?，本文圍繞水火風(fēng)電力系統(tǒng)中的多周期優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，開(kāi)展了以下的研究工作:
　　在水電短期優(yōu)化調(diào)度方面，提出了考慮水流滯時(shí)優(yōu)化的優(yōu)化調(diào)度模型。該模型建立了水流滯時(shí)和出庫(kù)流量之間的非線性函數(shù)關(guān)系，從而反映了梯級(jí)水電站間水流滯時(shí)動(dòng)態(tài)變化的特性。同時(shí)，針對(duì)水流滯時(shí)、水電轉(zhuǎn)換和分段出力限制等復(fù)雜的非線性函數(shù)，提出了線性化建模的新方法，

3、通過(guò)引入多組狀態(tài)變量及相關(guān)約束，將短期水電優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解。仿真結(jié)果表明，在短期水電站群優(yōu)化調(diào)度中考慮水流滯時(shí)的優(yōu)化，能夠有效提高調(diào)度方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
　　在水火發(fā)電系統(tǒng)中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度方面，提出了發(fā)電計(jì)劃和檢修計(jì)劃聯(lián)合優(yōu)化的多場(chǎng)景調(diào)度模型。首先，針對(duì)中長(zhǎng)期來(lái)水和負(fù)荷預(yù)測(cè)信息的不確定性，建立了場(chǎng)景樹(shù)模型。然后，鑒于設(shè)備檢修計(jì)劃的連續(xù)性，在預(yù)測(cè)場(chǎng)景樹(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)節(jié)點(diǎn)和場(chǎng)景關(guān)聯(lián)矩陣，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景下設(shè)備

4、檢修模型的構(gòu)建。再者，鑒于中長(zhǎng)期調(diào)度計(jì)劃中發(fā)電計(jì)劃和檢修計(jì)劃對(duì)時(shí)段間隔要求的不同，分別設(shè)置電量相關(guān)節(jié)點(diǎn)和電力相關(guān)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)期發(fā)電計(jì)劃和檢修計(jì)劃的協(xié)調(diào)。最后，通過(guò)大規(guī)模實(shí)際水火電系統(tǒng)的實(shí)例分析，結(jié)果表明檢修計(jì)劃和發(fā)電計(jì)劃的協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度，能夠更好地提升系統(tǒng)的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益，使得檢修計(jì)劃和發(fā)電計(jì)劃的制定更為合理;根據(jù)多場(chǎng)景模型制定的調(diào)度方案更具適用性。
　　在水火風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)短期優(yōu)化調(diào)度方面，提出了計(jì)及下一調(diào)度周期調(diào)峰約束的隨機(jī)機(jī)組組

5、合模型。首先，針對(duì)風(fēng)電的隨機(jī)性，利用縮減后的場(chǎng)景進(jìn)行模擬，并建立了各個(gè)場(chǎng)景下的風(fēng)水火耦合的運(yùn)行約束。然后，針對(duì)下一調(diào)度周期高峰和低谷的調(diào)峰問(wèn)題，增加了機(jī)組啟停相關(guān)約束。最后，采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法對(duì)所提模型進(jìn)行了求解，仿真結(jié)果表明，優(yōu)化得到的機(jī)組組合方案，既能夠保證各個(gè)場(chǎng)景下各類(lèi)型機(jī)組出力的可行性，又能夠滿足下一調(diào)度周期的高峰負(fù)荷需求并減少了低谷時(shí)段的棄風(fēng)量。
　　在水火風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度方面，提出了基于點(diǎn)估計(jì)的不確定性調(diào)度

6、方法。首先，綜合考慮水力、風(fēng)力、熱力與電力相互耦合的復(fù)雜約束，建立了水火風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型。為了降低求解難度，將這一大規(guī)模、多約束、非線性的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換為線性混合整數(shù)模型予以求解。然后，針對(duì)模型中各時(shí)段水文徑流與風(fēng)速的隨機(jī)性，利用點(diǎn)估計(jì)法構(gòu)造隨機(jī)變量的估計(jì)點(diǎn)，結(jié)合每一個(gè)估計(jì)點(diǎn)向量進(jìn)行確定性的中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型的求解，進(jìn)而得到優(yōu)化調(diào)度決策變量的期望值。最后，通過(guò)算例分析，結(jié)果表明本文所提調(diào)度方法能夠在確保計(jì)算精度的前提下，加快求