含多風(fēng)電場的電力系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、為了解決能源緊缺和環(huán)境污染問題，可再生能源發(fā)電受到廣泛的關(guān)注。風(fēng)能以其無污染、利用方法簡單、可再生等優(yōu)良特性成為一種重要的可再生能源發(fā)電形式。然而風(fēng)力發(fā)電不同于傳統(tǒng)的能源發(fā)電，由于風(fēng)速的間歇性、隨機(jī)性，使得風(fēng)力發(fā)電也具有隨機(jī)性、不可調(diào)度等特征，這給風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃和運(yùn)行方式的制定帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)。為此，研究含風(fēng)電場電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度問題具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　 由風(fēng)能轉(zhuǎn)換而來的電能必須在電網(wǎng)調(diào)度系

2、統(tǒng)的指揮與控制下，經(jīng)過電網(wǎng)的輸、變、配、用等環(huán)節(jié)，才能最終輸送給用戶使用。然而，風(fēng)力發(fā)電完全依賴于風(fēng)的狀況，呈現(xiàn)很強(qiáng)的隨機(jī)性、間歇性、周期性、波動性。隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的大幅增加，現(xiàn)有的技術(shù)水平下風(fēng)力發(fā)電還無法準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，使得對風(fēng)力發(fā)電的調(diào)度更加困難。因此，在含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中，有必要對風(fēng)電場出力的不確定性進(jìn)行概率分析，以評估計(jì)算風(fēng)電場的最大出力，從而實(shí)現(xiàn)含風(fēng)電場電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)調(diào)度。然而，隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，大規(guī)模的風(fēng)電

3、并入系統(tǒng)，而且多個風(fēng)電場的風(fēng)多來自于同一風(fēng)源，多個風(fēng)電場出力之間具有一定的相關(guān)性，以致于多個風(fēng)電場總的出力特性不同單個風(fēng)電場的出力，因此有必有要對多個風(fēng)電場的聯(lián)合概率分布進(jìn)行分析。鑒于此，本文利用Weibull分布函數(shù)對風(fēng)電場風(fēng)速的概率分布進(jìn)行刻畫，概述了Weibull分布形狀參數(shù)和尺度參數(shù)常用的估計(jì)方法；基于風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速-出力函數(shù)關(guān)系，推得單個風(fēng)電場出力的概率分布，根據(jù)Copula函數(shù)的基本理論及其類型，在對多個風(fēng)電場出力相關(guān)

4、特性分析的情況下，考慮多個風(fēng)電場出力之間的尾部相關(guān)性，基于Gumbel-Copula函數(shù)構(gòu)建其聯(lián)合概率分布，并提出對其進(jìn)行柯爾莫格洛夫擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的方法，從而為構(gòu)建多個風(fēng)電場出力的聯(lián)合概率分布及刻畫其尾部相關(guān)性提供了有力的工具。
　　 而且，由于風(fēng)電場出力具有隨機(jī)性和不確定性，我們在制定系統(tǒng)的調(diào)度方案時，無法獲得風(fēng)電場出力的確切信息，從而降低了系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃制定的可靠性。因此，本文在考慮輸電網(wǎng)絡(luò)的傳輸約束的條件下，利用基于概率形式

5、描述風(fēng)電場出力的隨機(jī)性和不確定性的機(jī)會約束規(guī)劃建立含多風(fēng)電場的電力系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型，從而保證系統(tǒng)調(diào)度的安全性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性及魯棒性。對于含不確定量機(jī)會約束的優(yōu)化調(diào)度模型，一般通過轉(zhuǎn)換成確定性優(yōu)化問題來解。本文利用抽樣平均近似法對機(jī)會約束條件進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為可計(jì)算的確定性非線性規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度問題，從而利用現(xiàn)有的優(yōu)化算法求出最優(yōu)解。針對轉(zhuǎn)化后的非線性規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度問題的求解算法，采用求解速率及收斂性效果較好且?guī)в袘T性因子的改進(jìn)粒子群算

6、法進(jìn)行計(jì)算。
　　 通過以荷蘭地區(qū)兩個風(fēng)場為例，表明本文構(gòu)建的Gumbel-Copula分布可以更好地刻畫多個風(fēng)電場出力的聯(lián)合分布，提高對風(fēng)電場出力的估算精度，并有效地描述其尾部相關(guān)性?；贗EEE-9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)檢驗(yàn)表明，本文提出的隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度模型及其轉(zhuǎn)化方法，提高了模型的求解速率，并提高了系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃的可行性、靈活性、魯棒性，從而為大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度提供了理論基礎(chǔ)，更為系統(tǒng)調(diào)度員在信息不確定的情況下迅速作出合理的優(yōu)化調(diào)