計及風(fēng)力發(fā)電的電力系統(tǒng)可靠性與動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究.pdf

1、隨著全球能源和環(huán)境問題的日益突出，可再生能源尤其是風(fēng)能得到迅速的發(fā)展，引起了足夠的重視。然而風(fēng)能具有隨機(jī)性和間歇性特點(diǎn)，大規(guī)模并網(wǎng)后勢必會對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度帶來一定的影響。因此，深入研究大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響，對于含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)合理規(guī)劃及調(diào)動運(yùn)行具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價值。本文主要的研究內(nèi)容和成果如下:
　　1)為有效地評估風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)可靠性的影響，本文在考慮系統(tǒng)線路、變壓器以及潮流

2、因素的基礎(chǔ)上建立了含風(fēng)電場的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估模型。為提高風(fēng)速預(yù)測精度，在ARMA模型的基礎(chǔ)上引入了GARCH模型，構(gòu)造了ARMA-GARCH風(fēng)速預(yù)測模型，并以實(shí)際東海風(fēng)電場風(fēng)速數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，驗證了該模型的有效性。為盡可能減少切負(fù)荷量，采用了最優(yōu)切負(fù)荷模型。最后以IEEE-RTS測試系統(tǒng)為算例，分別對含異步風(fēng)機(jī)風(fēng)電場、雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)電場的系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估。通過對仿真結(jié)果的分析和比較，可以明顯的看出:風(fēng)電接入對提高系統(tǒng)的可靠性具有

3、積極的貢獻(xiàn)，同時驗證了風(fēng)電出力的不確定性及風(fēng)電場分散接入要比集中接入對系統(tǒng)可靠性貢獻(xiàn)大。
　　2)為提高計算效率，充分考慮不同風(fēng)速及風(fēng)機(jī)之間的相互影響，本文在基于頻率和持續(xù)時間法思想的基礎(chǔ)上，提出了一種解析的風(fēng)電場可靠性模型。該模型在充分考慮風(fēng)電場出力隨機(jī)性的基礎(chǔ)上，將風(fēng)電場模擬成一個類似于多狀態(tài)的常規(guī)機(jī)組。以RBTS測試系統(tǒng)為算例、文獻(xiàn)中所提到的方法為參考，通過對仿真結(jié)果的比較和分析，證明了所提模型的可行性和有效性，極大地減少了

4、計算時間，提高了計算效率該模型可以被系統(tǒng)規(guī)劃者用來計算含大型風(fēng)電場的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。
　　3)提出一種改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，該算法引入了精英學(xué)習(xí)策略和信息分享策略，結(jié)合兩種策略的優(yōu)點(diǎn)，有效地提高了粒子群優(yōu)化算法的尋優(yōu)能力和收斂速度。建立了含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。針對風(fēng)電場的隨機(jī)性和波動性特點(diǎn)，引入正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用加以應(yīng)對。同時在目標(biāo)函數(shù)中考慮了常規(guī)機(jī)組的閥點(diǎn)效應(yīng)，使模型更趨合理性。分別采用基本的粒子群優(yōu)化算法、改進(jìn)的算法

5、以及遺傳算法對含風(fēng)電場的動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型進(jìn)行求解，通過對結(jié)果的分析和比較，驗證了所提算法的優(yōu)越性。所提方法和模型，對于含風(fēng)電場的動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度具有較高的實(shí)際應(yīng)用價值。
　　4)建立了含風(fēng)電場的隨機(jī)優(yōu)化動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。在隨機(jī)模型中，加入了系統(tǒng)備用約束，使之可以得到更有效的機(jī)組啟停策略。同時在目標(biāo)函數(shù)中加入缺負(fù)荷懲罰部分，使得求取的調(diào)度策略兼顧經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求。風(fēng)電場出力的隨機(jī)性用Monte Carlo抽樣方法模擬，并以不同的場景來

6、表示。為減少計算時間，提高計算效率，采用了基于概率距離的場景消除技術(shù)。本文利用改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法結(jié)合內(nèi)點(diǎn)法，求取隨機(jī)優(yōu)化動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。最后分別以IEEE30節(jié)點(diǎn)和IEEE RTS測試系統(tǒng)為算例進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)果驗證了所提模型的可行性和有效性。
　　5)提出了一種考慮系統(tǒng)可靠性約束的風(fēng)電并網(wǎng)動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，該模型除了考慮機(jī)組常規(guī)的運(yùn)行約束外，還加入了可靠性約束，在目標(biāo)函數(shù)中計及了中斷負(fù)荷費(fèi)用，使得該優(yōu)化調(diào)度模型更符合實(shí)際