最近20多年是中國(guó)電力及水電大發(fā)展時(shí)期,我國(guó)在西南地區(qū)已經(jīng)建成了以干流梯級(jí)為骨干電源的水火電系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是水電裝機(jī)規(guī)模大、占比高,干流梯級(jí)及多年調(diào)節(jié)水電站對(duì)流域梯級(jí)及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行有非常重要的影響。因此,如何合理制定多年調(diào)節(jié)水電站、干流梯級(jí)水電站群的調(diào)度運(yùn)行方式,進(jìn)而科學(xué)優(yōu)化全網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行方式就顯得尤為重要。本文結(jié)合云南電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行實(shí)際,針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中面臨的多年調(diào)節(jié)水電站水位控制、梯級(jí)水電站群調(diào)度優(yōu)化求解、電網(wǎng)水火協(xié)調(diào)優(yōu)化等三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展了研究,目的在于構(gòu)建全新問(wèn)題解決新途徑,主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下:(1)提出了多年調(diào)節(jié)水電站年末蓄能控制對(duì)沖規(guī)則方法。多年調(diào)節(jié)水電站年際和年內(nèi)的水位控制直接關(guān)系到電網(wǎng)長(zhǎng)期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,傳統(tǒng)方法一般多關(guān)注多年調(diào)節(jié)水電站的總發(fā)電量,而對(duì)于如何協(xié)調(diào)多年調(diào)節(jié)水電站的年內(nèi)和年際庫(kù)容分配缺乏深入細(xì)致的研究。本文借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)中的對(duì)沖原理,構(gòu)建了兼顧年內(nèi)發(fā)電量和年末蓄能的多年調(diào)節(jié)水電站效益-損失對(duì)沖模型,假定模型中的年來(lái)水量服從皮爾遜Ⅲ型概率分布,應(yīng)用相關(guān)解集法將年來(lái)水量分解為月徑流序列,采用非線性規(guī)劃求得了對(duì)沖規(guī)則。與常規(guī)調(diào)度規(guī)則的對(duì)比分析表明,對(duì)沖規(guī)則可以有效減少多年調(diào)節(jié)水電站在缺水條件下的效益損失,為多年調(diào)節(jié)水電站年末蓄能控制運(yùn)行提供了全新的求解思路和途徑。(2)提出了干流梯級(jí)水電站群非線性全局優(yōu)化方法。西南干流梯級(jí)水電站群容量大、級(jí)數(shù)多,系統(tǒng)水力、電力時(shí)空高度耦合,給優(yōu)化調(diào)度求解造成很大困難,為此,提出了梯級(jí)水電站群優(yōu)化調(diào)度的新途徑。所提方法以分支定界為框架,采用McCormick包絡(luò)以及正切切割對(duì)非凸、非線性模型進(jìn)行凸化、線性化,通過(guò)區(qū)間分析與約束傳播縮減變量可行域以加速算法收斂。將該方法與經(jīng)典非線性規(guī)劃、多初始點(diǎn)非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃與動(dòng)態(tài)規(guī)劃逐次逼近算法進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明非線性規(guī)劃類(lèi)方法在保證計(jì)算精度的同時(shí)顯著提高了求解效率,為梯級(jí)水電站優(yōu)化問(wèn)題提供了一類(lèi)高效可行的優(yōu)化求解方法。(3)提出了省級(jí)電網(wǎng)大規(guī)模水火電系統(tǒng)多時(shí)空嵌套優(yōu)化建模方法。我國(guó)西南地區(qū)已經(jīng)形成水電裝機(jī)占比超過(guò)70%,總裝機(jī)接近1億kW的多個(gè)省級(jí)水火電系統(tǒng),如何優(yōu)化求解和處理不確定的徑流、負(fù)荷變化影響,是全新挑戰(zhàn)。為此,構(gòu)建了大規(guī)模水火電系統(tǒng)中長(zhǎng)期嵌套模型,將長(zhǎng)期調(diào)度月末水位作為中期優(yōu)化的邊界條件,保證了中長(zhǎng)期調(diào)度運(yùn)行的一致性,提出“模型優(yōu)化-調(diào)度決策-滾動(dòng)修正”方式實(shí)現(xiàn)了多個(gè)時(shí)間尺度的水火電協(xié)調(diào)。將所提方法的應(yīng)用效果與歷史實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明所提方法可以有效減少水火電系統(tǒng)的煤耗量以及排放量,為調(diào)度管理省級(jí)電網(wǎng)大規(guī)模水火電系統(tǒng)提供了一種切實(shí)可行的建模、調(diào)度管理方法。最后,對(duì)全文的工作以及創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),針對(duì)現(xiàn)有研究的不足,對(duì)未來(lái)研究進(jìn)行了展望。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TM73
【部分圖文】：

?大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文???１緒論??１．１研究背景和意義??我國(guó)電源結(jié)構(gòu)主要是以水、火電為主，火電和水電分別為我國(guó)第一和第二大電源（如??圖１．１，圖１．２）。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放４０多年的快速發(fā)展，我國(guó)在西南和中部地區(qū)形成了水??電占比較大的省級(jí)電網(wǎng)，特別是四川和云南，水電裝機(jī)容量分別達(dá)到了?７，７１４萬(wàn)ｋＷ和??６，２８１萬(wàn)ｋＷ，分別占全省裝機(jī)容量的７９．４％和７０．１％［１］，緊隨世界水電排名第４的加拿??大８，０９９萬(wàn)ｋＷ規(guī)模，超過(guò)了排名第５日本４，９９１萬(wàn)ｋＷ規(guī)模，如何運(yùn)行和管理水電占??比巨大的省級(jí)電網(wǎng)水火問(wèn)題是全新挑戰(zhàn)。??

?大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文???１緒論??１．１研究背景和意義??我國(guó)電源結(jié)構(gòu)主要是以水、火電為主，火電和水電分別為我國(guó)第一和第二大電源（如??圖１．１，圖１．２）。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放４０多年的快速發(fā)展，我國(guó)在西南和中部地區(qū)形成了水??電占比較大的省級(jí)電網(wǎng)，特別是四川和云南，水電裝機(jī)容量分別達(dá)到了?７，７１４萬(wàn)ｋＷ和??６，２８１萬(wàn)ｋＷ，分別占全省裝機(jī)容量的７９．４％和７０．１％［１］，緊隨世界水電排名第４的加拿??大８，０９９萬(wàn)ｋＷ規(guī)模，超過(guò)了排名第５日本４，９９１萬(wàn)ｋＷ規(guī)模，如何運(yùn)行和管理水電占??比巨大的省級(jí)電網(wǎng)水火問(wèn)題是全新挑戰(zhàn)。??

１．１研究背景和意義??我國(guó)電源結(jié)構(gòu)主要是以水、火電為主，火電和水電分別為我國(guó)第一和第二大電源（如??圖１．１，圖１．２）。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放４０多年的快速發(fā)展，我國(guó)在西南和中部地區(qū)形成了水??電占比較大的省級(jí)電網(wǎng)，特別是四川和云南，水電裝機(jī)容量分別達(dá)到了?７，７１４萬(wàn)ｋＷ和??６，２８１萬(wàn)ｋＷ，分別占全省裝機(jī)容量的７９．４％和７０．１％［１］，緊隨世界水電排名第４的加拿??大８，０９９萬(wàn)ｋＷ規(guī)模，超過(guò)了排名第５日本４，９９１萬(wàn)ｋＷ規(guī)模，如何運(yùn)行和管理水電占??比巨大的省級(jí)電網(wǎng)水火問(wèn)題是全新挑戰(zhàn)。??１，２００?－??１：１??Ｉ?■??Ｈ?■?＿?＿?１９．２％??〇?■?■?■?ｍｉ??火電?水電?風(fēng)電?光伏?核電?＊火電＝水電，風(fēng)電光伏核電??（ａ）電源裝機(jī)容量?（ｂ）電源裝機(jī)比例??圖１．１中國(guó)電源結(jié)構(gòu)（２０１７年裝機(jī)容量）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｏｗｅｒ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?（ｉｎｓｔａｌｌｅｄ?ｃａｐａｃｉｔｙ?ｏｆ?ｙｅａｒ?２０１７）??５０，０００?］??ｉｌｌ?：??〇?一?＿?ｍ????火電?水電?風(fēng)電?光伏?核電?？火電－水電風(fēng)電光伏？核電??（ａ）電源發(fā)電量?（ｂ）電源發(fā)電比例?
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2891067