可再生能源接入下的電力系統(tǒng)備用優(yōu)化問(wèn)題研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 20:34
現(xiàn)如今隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,電力系統(tǒng)能源構(gòu)成逐漸復(fù)雜,而越來(lái)越多的可再生能源接入也對(duì)電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。以風(fēng)電為例,風(fēng)力發(fā)電具有的不確定性與波動(dòng)性會(huì)給傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題帶來(lái)困難,制約電力系統(tǒng)中可再生能源接入的發(fā)展。本文以風(fēng)電接入下的電力系統(tǒng)為研究對(duì)象,致力于從安全、經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)電力系統(tǒng)備用優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行研究。首先,本文研究了考慮風(fēng)電-儲(chǔ)能混合系統(tǒng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題。針對(duì)于風(fēng)電的不確定性給系統(tǒng)優(yōu)化帶來(lái)困難,本文研究了強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的Q-learning技術(shù),對(duì)風(fēng)儲(chǔ)混合系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)處理,最終將其用于可再生能源接入下的電力系統(tǒng)的優(yōu)化模型,改善系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。隨后,本文研究一種分布考慮風(fēng)電與負(fù)荷不確定性的電力系統(tǒng)備用優(yōu)化模型。該模型基于成本/效益分析理念,并基于擴(kuò)展的機(jī)組組合模型建立。模型的目標(biāo)函數(shù)中考慮系統(tǒng)運(yùn)行成本與可靠性成本。可靠性成本表達(dá)為失負(fù)荷價(jià)格(value of lost load,VOLL)與期望缺供電量(expected energy not supplied,EENS)的乘積。該模型中可靠性指標(biāo)EENS的計(jì)算是求解的難點(diǎn)。為此,本文研究了一種EENS的...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1.風(fēng)儲(chǔ)混合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???^yC^x^'??***續(xù)? ̄?能系後??遍I?? ̄fi-^,,?〇?K.,??圖2-2.儲(chǔ)能系統(tǒng)消除風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差原理圖??其中,匕,為風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值,人(P?v)為其概率密度函數(shù),當(dāng)僅有風(fēng)力機(jī)組時(shí),對(duì)??時(shí)段/,其風(fēng)電功率預(yù)測(cè)區(qū)間為,4,+?〇■?,,],其中a、/?分別為風(fēng)電實(shí)際功??率高于或低于風(fēng)電預(yù)測(cè)功率的置信系數(shù)。當(dāng)上報(bào)風(fēng)電計(jì)劃出力等于風(fēng)電預(yù)測(cè)功率時(shí),??及.,-斤分別等于應(yīng)對(duì)風(fēng)電不確定性所需的上、下調(diào)備用容量。而當(dāng)采??用風(fēng)力機(jī)組與儲(chǔ)能結(jié)合的系統(tǒng)后,若時(shí)段/內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)充/放電功率為P%,,則對(duì)時(shí)段,??內(nèi)混合系統(tǒng)上報(bào)出力尸有:??Pne,J? ̄?尺,,,+?戶叫?(2-1)??若混合系統(tǒng)按計(jì)劃出力等于風(fēng)電預(yù)測(cè)功率值上報(bào)。則上報(bào)的風(fēng)電計(jì)劃出力上下偏離風(fēng)電??實(shí)際發(fā)出功率時(shí),由于儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠主動(dòng)進(jìn)行額外的充/放電操作,使混合系統(tǒng)在實(shí)際??運(yùn)行中具備一定的自我調(diào)控能力,進(jìn)而減小風(fēng)電計(jì)劃出力與風(fēng)電實(shí)際發(fā)出功率的偏差,??從而能夠降低甚至消除為應(yīng)對(duì)風(fēng)電不確定性混合系統(tǒng)所需要的備用容量。由圖來(lái)說(shuō),若??儲(chǔ)能系統(tǒng)所能進(jìn)行的充放電功率分別為P:,、/丨t,則混合系統(tǒng)所需上、下調(diào)備用分別??可表示為<,=氣,,,-At、?廠戶X。當(dāng)存在|氣,丨傘二|、卜?I中二I時(shí),??則混合系統(tǒng)能夠完全消除風(fēng)電不確定性帶來(lái)的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差,此時(shí),風(fēng)儲(chǔ)混合系統(tǒng)??所需備用為零;對(duì)應(yīng)的,當(dāng)存在|/^,|>|/>二,|、丨^.,,|>|/=,,|,混合系統(tǒng)能夠部分消除??風(fēng)電不確定性帶來(lái)的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差,此時(shí)混合系統(tǒng)為應(yīng)對(duì)不確定性所需備用也將會(huì)??減少。此外,混合系統(tǒng)決策計(jì)劃出力時(shí)也可不必
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???開始??初始化*統(tǒng).Q驗(yàn)??確定混合系統(tǒng)當(dāng)艦軒賭能??與風(fēng)電預(yù)測(cè)狀態(tài)s,并選取系統(tǒng)??充放電與購(gòu)買備用的動(dòng)作a??觀麵作所達(dá)到的下一T狀態(tài)s??T? ̄ ̄ ̄??計(jì)算立即麵值R??t?二??計(jì)SQ值,更新Q歸?????親??圖2-3.?Q學(xué)習(xí)算法流程示意圖??步驟:??1)初始化Q值表。預(yù)學(xué)習(xí)階段初始化表中各值為〇,在線學(xué)習(xí)階段則使用預(yù)學(xué)習(xí)??階段最終得出的結(jié)果填入Q值表。??2)根據(jù)系統(tǒng)給出的儲(chǔ)能存儲(chǔ)電量與下一時(shí)段風(fēng)電預(yù)測(cè)功率確定當(dāng)前環(huán)境所處狀??態(tài),并根據(jù)規(guī)則選取進(jìn)一步的儲(chǔ)能系統(tǒng)充/放電量與上/下調(diào)備用購(gòu)買功率,形成下一步??動(dòng)作。??3)下一時(shí)段中,根據(jù)系統(tǒng)的風(fēng)電實(shí)際功率值,通過(guò)實(shí)際動(dòng)作的選取,更新儲(chǔ)能系??統(tǒng)目前存儲(chǔ)電量值,與下一個(gè)風(fēng)電預(yù)測(cè)功率值組成下一環(huán)境。??4)按照決策結(jié)果與混合系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo),結(jié)合環(huán)境中電價(jià),備用費(fèi)用等信息計(jì)算獲??取立即獎(jiǎng)勵(lì)值,具體計(jì)算公式如(2-16)所示。??5)迭代更新Q值表矩陣。??6)判斷結(jié)果,若此時(shí)結(jié)果己經(jīng)收斂或迭代次數(shù)或運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到給定值,則結(jié)束,??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)電預(yù)測(cè)方法與新趨勢(shì)綜述[J]. 韓自?shī)^,景乾明,張彥凱,拜潤(rùn)卿,郭空明,章云. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(24)
[2]虛擬電廠源荷雙側(cè)熱電聯(lián)合隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度[J]. 袁桂麗,賈新潮,房方,董金鳳. 電網(wǎng)技術(shù). 2020(08)
[3]計(jì)及火電機(jī)組深度調(diào)峰成本的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度[J]. 王淑云,婁素華,吳耀武,曹侃,周鯤鵬. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2020(01)
[4]基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)綜述[J]. 楊茂,張羅賓. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(13)
[5]基于改進(jìn)布谷鳥算法的電力系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)度研究[J]. 于永進(jìn),梁榮波,厲美璇,劉婧文. 智慧電力. 2019(05)
[6]基于探索感知思維深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的自動(dòng)發(fā)電控制[J]. 席磊,余璐,付一木,黃悅?cè)A,陳曦,康守亞. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(14)
[7]歐盟能源轉(zhuǎn)型路線圖(下)[J]. 姜姜. 能源. 2019(03)
[8]歐盟能源轉(zhuǎn)型路線圖(上)[J]. 姜姜. 能源. 2019(02)
[9]短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)概念和模型與方法[J]. 陶玉波,陳昊,秦曉輝,孟昭軍. 電力工程技術(shù). 2018(05)
[10]中國(guó)促進(jìn)清潔能源消納的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)思路[J]. 史連軍,周琳,龐博,嚴(yán)宇,張凡,劉俊. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(24)
碩士論文
[1]高滲透率風(fēng)力電源的區(qū)域電網(wǎng)備用調(diào)度決策研究[D]. 夏天宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3284847
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1.風(fēng)儲(chǔ)混合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???^yC^x^'??***續(xù)? ̄?能系後??遍I?? ̄fi-^,,?〇?K.,??圖2-2.儲(chǔ)能系統(tǒng)消除風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差原理圖??其中,匕,為風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值,人(P?v)為其概率密度函數(shù),當(dāng)僅有風(fēng)力機(jī)組時(shí),對(duì)??時(shí)段/,其風(fēng)電功率預(yù)測(cè)區(qū)間為,4,+?〇■?,,],其中a、/?分別為風(fēng)電實(shí)際功??率高于或低于風(fēng)電預(yù)測(cè)功率的置信系數(shù)。當(dāng)上報(bào)風(fēng)電計(jì)劃出力等于風(fēng)電預(yù)測(cè)功率時(shí),??及.,-斤分別等于應(yīng)對(duì)風(fēng)電不確定性所需的上、下調(diào)備用容量。而當(dāng)采??用風(fēng)力機(jī)組與儲(chǔ)能結(jié)合的系統(tǒng)后,若時(shí)段/內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)充/放電功率為P%,,則對(duì)時(shí)段,??內(nèi)混合系統(tǒng)上報(bào)出力尸有:??Pne,J? ̄?尺,,,+?戶叫?(2-1)??若混合系統(tǒng)按計(jì)劃出力等于風(fēng)電預(yù)測(cè)功率值上報(bào)。則上報(bào)的風(fēng)電計(jì)劃出力上下偏離風(fēng)電??實(shí)際發(fā)出功率時(shí),由于儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠主動(dòng)進(jìn)行額外的充/放電操作,使混合系統(tǒng)在實(shí)際??運(yùn)行中具備一定的自我調(diào)控能力,進(jìn)而減小風(fēng)電計(jì)劃出力與風(fēng)電實(shí)際發(fā)出功率的偏差,??從而能夠降低甚至消除為應(yīng)對(duì)風(fēng)電不確定性混合系統(tǒng)所需要的備用容量。由圖來(lái)說(shuō),若??儲(chǔ)能系統(tǒng)所能進(jìn)行的充放電功率分別為P:,、/丨t,則混合系統(tǒng)所需上、下調(diào)備用分別??可表示為<,=氣,,,-At、?廠戶X。當(dāng)存在|氣,丨傘二|、卜?I中二I時(shí),??則混合系統(tǒng)能夠完全消除風(fēng)電不確定性帶來(lái)的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差,此時(shí),風(fēng)儲(chǔ)混合系統(tǒng)??所需備用為零;對(duì)應(yīng)的,當(dāng)存在|/^,|>|/>二,|、丨^.,,|>|/=,,|,混合系統(tǒng)能夠部分消除??風(fēng)電不確定性帶來(lái)的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差,此時(shí)混合系統(tǒng)為應(yīng)對(duì)不確定性所需備用也將會(huì)??減少。此外,混合系統(tǒng)決策計(jì)劃出力時(shí)也可不必
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???開始??初始化*統(tǒng).Q驗(yàn)??確定混合系統(tǒng)當(dāng)艦軒賭能??與風(fēng)電預(yù)測(cè)狀態(tài)s,并選取系統(tǒng)??充放電與購(gòu)買備用的動(dòng)作a??觀麵作所達(dá)到的下一T狀態(tài)s??T? ̄ ̄ ̄??計(jì)算立即麵值R??t?二??計(jì)SQ值,更新Q歸?????親??圖2-3.?Q學(xué)習(xí)算法流程示意圖??步驟:??1)初始化Q值表。預(yù)學(xué)習(xí)階段初始化表中各值為〇,在線學(xué)習(xí)階段則使用預(yù)學(xué)習(xí)??階段最終得出的結(jié)果填入Q值表。??2)根據(jù)系統(tǒng)給出的儲(chǔ)能存儲(chǔ)電量與下一時(shí)段風(fēng)電預(yù)測(cè)功率確定當(dāng)前環(huán)境所處狀??態(tài),并根據(jù)規(guī)則選取進(jìn)一步的儲(chǔ)能系統(tǒng)充/放電量與上/下調(diào)備用購(gòu)買功率,形成下一步??動(dòng)作。??3)下一時(shí)段中,根據(jù)系統(tǒng)的風(fēng)電實(shí)際功率值,通過(guò)實(shí)際動(dòng)作的選取,更新儲(chǔ)能系??統(tǒng)目前存儲(chǔ)電量值,與下一個(gè)風(fēng)電預(yù)測(cè)功率值組成下一環(huán)境。??4)按照決策結(jié)果與混合系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo),結(jié)合環(huán)境中電價(jià),備用費(fèi)用等信息計(jì)算獲??取立即獎(jiǎng)勵(lì)值,具體計(jì)算公式如(2-16)所示。??5)迭代更新Q值表矩陣。??6)判斷結(jié)果,若此時(shí)結(jié)果己經(jīng)收斂或迭代次數(shù)或運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到給定值,則結(jié)束,??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)電預(yù)測(cè)方法與新趨勢(shì)綜述[J]. 韓自?shī)^,景乾明,張彥凱,拜潤(rùn)卿,郭空明,章云. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(24)
[2]虛擬電廠源荷雙側(cè)熱電聯(lián)合隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度[J]. 袁桂麗,賈新潮,房方,董金鳳. 電網(wǎng)技術(shù). 2020(08)
[3]計(jì)及火電機(jī)組深度調(diào)峰成本的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度[J]. 王淑云,婁素華,吳耀武,曹侃,周鯤鵬. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2020(01)
[4]基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的超短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)綜述[J]. 楊茂,張羅賓. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(13)
[5]基于改進(jìn)布谷鳥算法的電力系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)度研究[J]. 于永進(jìn),梁榮波,厲美璇,劉婧文. 智慧電力. 2019(05)
[6]基于探索感知思維深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的自動(dòng)發(fā)電控制[J]. 席磊,余璐,付一木,黃悅?cè)A,陳曦,康守亞. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(14)
[7]歐盟能源轉(zhuǎn)型路線圖(下)[J]. 姜姜. 能源. 2019(03)
[8]歐盟能源轉(zhuǎn)型路線圖(上)[J]. 姜姜. 能源. 2019(02)
[9]短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)概念和模型與方法[J]. 陶玉波,陳昊,秦曉輝,孟昭軍. 電力工程技術(shù). 2018(05)
[10]中國(guó)促進(jìn)清潔能源消納的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)思路[J]. 史連軍,周琳,龐博,嚴(yán)宇,張凡,劉俊. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(24)
碩士論文
[1]高滲透率風(fēng)力電源的區(qū)域電網(wǎng)備用調(diào)度決策研究[D]. 夏天宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3284847
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