【摘要】：近年來隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展,天然氣發(fā)電比重的不斷增加,在綜合能源系統(tǒng)中風電系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的耦合程度隨之加深,同時風電系統(tǒng)的不確定性對傳統(tǒng)的調(diào)度帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為此本文引入電轉(zhuǎn)氣裝置和考慮需求響應可以減少棄風電量,增強風電消納的能力,改善綜合能源系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性,實現(xiàn)對電力系統(tǒng)電負荷的“削峰填谷”。在此背景下,建立具有熱電聯(lián)產(chǎn)機組,運用電轉(zhuǎn)氣技術(shù)、循環(huán)流化床鍋爐和燃氣機組的綜合能源調(diào)度模型。在對模型的優(yōu)化、目標函數(shù)的實現(xiàn)和優(yōu)化算法的改進這幾個方面展開研究。首先,針對風電的不確定性,借鑒傳統(tǒng)魯棒優(yōu)化理論,以運行成本最小和污染物排放量最少為目標,重新構(gòu)建綜合能源調(diào)度優(yōu)化模型。為彌補傳統(tǒng)魯棒優(yōu)化理論的不足,提出改進的弱魯棒優(yōu)化,引入弱魯棒系數(shù),來改善傳統(tǒng)魯棒優(yōu)化的保守性以及對目標函數(shù)惡化的處理。通過調(diào)節(jié)弱魯棒系數(shù)得到不同保守程度下的最優(yōu)解。其次,在原有的基于弱魯棒優(yōu)化的綜合能源調(diào)度模型下,考慮需求響應,設計一個雙層優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),來對綜合能源系統(tǒng)電與氣進行分層優(yōu)化。體現(xiàn)了上層與下層的耦合關系,通過優(yōu)化層的相互響應的關系,并結(jié)合改進的弱魯棒優(yōu)化,實現(xiàn)對電/氣系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化實現(xiàn)在調(diào)度周期內(nèi)的風電消納。最后,以綜合能源經(jīng)濟成本以需求響應成本之和最小為目標建立綜合能源調(diào)度優(yōu)化模型,采用罰函數(shù)對約束條件和目標函數(shù)進行處理,采用改進的細菌群體趨藥性算法對模型進行優(yōu)化求解。通過算例仿真驗證所提模型的可行性和經(jīng)濟性,以及算改進算法的正確性和有效性。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM73;TK01
【圖文】：

圖 2-1 風電機組出力對比圖 本章小結(jié)本章是文章中模型構(gòu)建的理論部分。介紹的主要有以下幾點：(1) 在介紹不確定性問題時，主要是介紹了含不確定性參數(shù)的優(yōu)化問題，即確定因素會對在目標空間中的解會產(chǎn)生較大的影響。最后介紹了傳統(tǒng)的魯棒不確定性問題相結(jié)合建立模型，以及其模型存在的問題。(2) 在傳統(tǒng)的魯棒優(yōu)化理論中主要是介紹了其具體內(nèi)容及基本的表示形式，理論對調(diào)度結(jié)果具有魯棒性能，使得優(yōu)化解都在可行域內(nèi)。(3) 根據(jù)傳統(tǒng)的魯棒優(yōu)化中存在難以對目標函數(shù)不同程度惡化的處理問題，的弱魯棒優(yōu)化理論。引入弱魯棒系數(shù)，通過調(diào)節(jié)弱魯棒系數(shù)，可得到不同保的最優(yōu)解，在滿足不同場景惡化的條件下，兼顧決策方案的魯棒性、經(jīng)濟性型與實際決策環(huán)境更為接近并且更具有實際意義。

如表 3-2 所示。表 3-2 改進 BCC 算法的仿真參數(shù)細菌個數(shù) 100變量個數(shù) 13目標個數(shù) 2移動步數(shù) 300場景期望 0.0001初始精度 2%精度更新常數(shù) 1.25細菌初始速度 1控制因子 0.01 3-2 可知，為了使細菌快速集中，初始移動的速度比較大。到后期跳躍而無法達到極值點，速度則保持在較小的值。

方案一 40.3972 18.9126方案二 38.3492 17.9126圖3-3與圖3-4可知，雖然系統(tǒng)在實際場景下若風電出力的波動較大則無法承受，但是可看出圖 3-3 風電出力與圖 3-5 波動基本一致。在實際算例系統(tǒng)中，風電出力區(qū)間范圍較大。如圖 3-4 可知，風電出力的最大值在 3 時為 142.326MW，而最小出力在 12 時，為 31.174MW，其差值為 111.152MW。如圖 3-4 可知，最大出力在 3 時為117.643MW

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