地區(qū)電網(wǎng)風(fēng)電穿透功率極限的優(yōu)化問(wèn)題研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 16:42
近幾年來(lái),環(huán)境污染問(wèn)題和能源枯竭問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視,包括不斷上漲的化石燃料價(jià)格、化石燃料資源的不斷耗盡、不斷變化的天氣情況、溫室氣體排放量的不斷增多、全球變暖等,都促使政策制定者思考傳統(tǒng)能源的未來(lái)。在新能源發(fā)電技術(shù)中,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,避免了對(duì)自然生態(tài)資源和自然環(huán)境的破壞。從目前的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看,風(fēng)能在世界各地的可使用資源比較豐富,已經(jīng)具有相對(duì)成熟的設(shè)備技術(shù),并且成本相對(duì)較低,對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞較少?紤]到風(fēng)電規(guī)模的不斷增大,對(duì)配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不同程度的影響,因此本文對(duì)并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)穿透功率極限進(jìn)行研究。首先引入了機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型,然后介紹了蒙特卡洛算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)步驟,講解了標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的理論知識(shí)和實(shí)現(xiàn)步驟,針對(duì)粒子群算法在優(yōu)化過(guò)程中易陷入局部最優(yōu),導(dǎo)致收斂精度低甚至不易收斂等缺點(diǎn),引入混沌種群初始化和自適應(yīng)調(diào)整策略對(duì)粒子群算法進(jìn)行改進(jìn),提出基于混沌初始化自調(diào)整粒子群算法。其次,在不考慮風(fēng)速和負(fù)荷波動(dòng)隨機(jī)性的情況下,建立了基于靜態(tài)約束的風(fēng)電穿透功率極限數(shù)學(xué)模型。以標(biāo)準(zhǔn)的IEEE30節(jié)點(diǎn)為例,以14節(jié)點(diǎn)接入風(fēng)電場(chǎng)容量最大為目標(biāo)函數(shù),在滿足潮流約束、電壓偏移約束、...
【文章來(lái)源】:華北水利水電大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海上風(fēng)機(jī)Figure1-1Offshorewindturbine
韉取4送猓?緄縵低潮舊磽ü?罅康緦?duì)道`由璞附尤氳繽??并網(wǎng)運(yùn)行可能會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)諧波問(wèn)題。(3)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響與傳統(tǒng)的可控電源相比,風(fēng)電場(chǎng)的輸出具有較大的隨機(jī)性,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。如果風(fēng)電波動(dòng)特性與電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)特性不一致,電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻問(wèn)題將更加突出。為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,電力系統(tǒng)調(diào)度部門(mén)需要提前預(yù)測(cè)風(fēng)電發(fā)電功率并及時(shí)調(diào)整。調(diào)度計(jì)劃減少電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn),提高電網(wǎng)吸收風(fēng)電的能力,F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)能資源、風(fēng)力渦輪、控制裝置、監(jiān)控顯示裝置等組成,如圖1-2所示。風(fēng)力渦輪機(jī)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,通常包括風(fēng)力渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱及其相應(yīng)的控制裝置。風(fēng)力機(jī)是一種截留氣流動(dòng)能,將風(fēng)力機(jī)葉片迎風(fēng)區(qū)部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為有用機(jī)械能的裝置。齒輪箱是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)器捕獲的機(jī)械能被傳送到發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能輸送到電網(wǎng)。圖1-2風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理圖Figure1-2Windturbineschematic(4)風(fēng)速、空氣密度和機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)的影響風(fēng)力機(jī)的出力主要取決于風(fēng)速,主要的參數(shù)是初始風(fēng)速、額定風(fēng)速與截止風(fēng)速。風(fēng)速所處的區(qū)間位置,決定了風(fēng)電場(chǎng)的出力大校當(dāng)風(fēng)速太大大于截止風(fēng)速或者太小小于初始風(fēng)速時(shí),此時(shí)沒(méi)有輸出功率;當(dāng)風(fēng)速大于初始風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí),此時(shí)的輸出功率可通過(guò)近似的線性公式進(jìn)行計(jì)算;當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速小于截止風(fēng)速之間時(shí),此時(shí)的輸出功率為額定功率。湍流度是反映風(fēng)速變化程度的最重要特征,是風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差與平均風(fēng)速之比。
華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文10化的,它總是會(huì)尋找最適合個(gè)體的可能形式的空間(適應(yīng)性景觀)。在自然界中,個(gè)體需要適應(yīng)環(huán)境才能生存,這一過(guò)程被稱為進(jìn)化。在繁殖時(shí),使個(gè)體更適合競(jìng)爭(zhēng)的特征被保留,較弱的元素被消除;蚴强刂七@些特征的單位,這些基因的集合形成染色體。只有最適的個(gè)體才能在后代中生存,最適的基因在重組過(guò)程中遺傳給后代。它被稱為交叉[42]。這種自然選擇和優(yōu)化的過(guò)程導(dǎo)致進(jìn)化算法的增長(zhǎng)。進(jìn)化算法是進(jìn)化計(jì)算的一個(gè)子類(lèi),屬于一般隨機(jī)搜索算法的集合。圖1顯示了EA在不同搜索方法中的位置。這是一個(gè)基于種群[43]概念的元啟發(fā)式優(yōu)化算法。元啟發(fā)式是用于查找、產(chǎn)生或選擇可能執(zhí)行部分搜索的較低級(jí)過(guò)程或啟發(fā)式的較高級(jí)別過(guò)程。適用于計(jì)算能力有限、信息量不足或不完全的各種優(yōu)化問(wèn)題。在這種情況下,它提供了足夠好的解決方案。圖1-3搜索方法的分類(lèi)Figure1-3ClassificationofsearchmethodsEA的靈感來(lái)自于生物進(jìn)化的機(jī)制,如繁殖、突變、重組和選擇。隨機(jī)創(chuàng)建一組候選解(即函數(shù)域的元素)以最大化質(zhì)量函數(shù)。然后將抽象適應(yīng)度函數(shù)形式的質(zhì)量函數(shù)應(yīng)用于問(wèn)題域。對(duì)于下一代,根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)來(lái)選擇更好的候選人。這是通過(guò)應(yīng)用重組和/或突變技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。重組是由二元運(yùn)算符表示的。該操作符可以應(yīng)用于兩個(gè)或多個(gè)被選中的候選對(duì)象,即為人所知的父對(duì)象,并生成一個(gè)或多個(gè)新的候選對(duì)象(子對(duì)象)。而突變只適用于一個(gè)候選人,它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的孩子。在執(zhí)行這個(gè)重組或突變之后,它根據(jù)它們的適應(yīng)度函數(shù)生成一組新的候選項(xiàng)。這是一個(gè)迭代的過(guò)程。它可以繼續(xù),直到找到足夠好的候選[44]。具體的操作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估的主要問(wèn)題及原因分析[J]. 李小兵,王瀟. 風(fēng)能. 2019(01)
[2]大停電背景下考慮系統(tǒng)暫態(tài)安全的動(dòng)態(tài)風(fēng)電穿透功率極限計(jì)算[J]. 葉茂,劉艷,顧雪平,韓思聰,王少博. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(11)
[3]可再生能源綜合利用的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 吳利樂(lè),鄭源,王愛(ài)華,任巖. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[4]電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化模型的研究綜述[J]. 王曉文,趙彥輝. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[5]Tent混沌人工蜂群與粒子群混合算法[J]. 匡芳君,金忠,徐蔚鴻,張思揚(yáng). 控制與決策. 2015(05)
[6]考慮暫態(tài)穩(wěn)定的風(fēng)電穿透功率極限計(jì)算模型[J]. 藺海明,劉天琪,李興源,王劍,李茜. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2013(20)
[7]電力系統(tǒng)的柔性評(píng)價(jià)與風(fēng)電穿透功率極限計(jì)算[J]. 白玉東,王承民,衣濤,徐小芳,陳東,袁一鳴. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2012(10)
[8]大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電充裕度與容量可信度評(píng)估[J]. 汪海瑛,白曉民. 電網(wǎng)技術(shù). 2012(06)
[9]基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的風(fēng)電場(chǎng)最大接入容量計(jì)算[J]. 郭曉蕊,王德意,楊國(guó)清,景敏,李瓊. 中國(guó)電力. 2011(01)
[10]基于風(fēng)電極限穿透功率的經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化模型研究[J]. 袁鐵江,晁勤,李義巖,袁建黨,吐?tīng)栠d·伊不拉音. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2011(01)
博士論文
[1]大型風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題研究[D]. 遲永寧.中國(guó)電力科學(xué)研究院 2006
[2]隨機(jī)規(guī)劃理論在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用研究[D]. 雷亞洲.中國(guó)電力科學(xué)研究院 2001
碩士論文
[1]電力系統(tǒng)柔性分析與風(fēng)電穿透功率極限研究[D]. 白玉東.上海交通大學(xué) 2012
[2]風(fēng)電穿透功率及風(fēng)電入網(wǎng)后系統(tǒng)短期運(yùn)行研究[D]. 吳穎.上海交通大學(xué) 2009
[3]一類(lèi)隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的算法及應(yīng)用研究[D]. 麻倩倩.華北電力大學(xué)(河北) 2007
本文編號(hào):3516374
【文章來(lái)源】:華北水利水電大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海上風(fēng)機(jī)Figure1-1Offshorewindturbine
韉取4送猓?緄縵低潮舊磽ü?罅康緦?duì)道`由璞附尤氳繽??并網(wǎng)運(yùn)行可能會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)諧波問(wèn)題。(3)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響與傳統(tǒng)的可控電源相比,風(fēng)電場(chǎng)的輸出具有較大的隨機(jī)性,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。如果風(fēng)電波動(dòng)特性與電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)特性不一致,電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻問(wèn)題將更加突出。為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,電力系統(tǒng)調(diào)度部門(mén)需要提前預(yù)測(cè)風(fēng)電發(fā)電功率并及時(shí)調(diào)整。調(diào)度計(jì)劃減少電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn),提高電網(wǎng)吸收風(fēng)電的能力,F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)能資源、風(fēng)力渦輪、控制裝置、監(jiān)控顯示裝置等組成,如圖1-2所示。風(fēng)力渦輪機(jī)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,通常包括風(fēng)力渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱及其相應(yīng)的控制裝置。風(fēng)力機(jī)是一種截留氣流動(dòng)能,將風(fēng)力機(jī)葉片迎風(fēng)區(qū)部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為有用機(jī)械能的裝置。齒輪箱是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)器捕獲的機(jī)械能被傳送到發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能輸送到電網(wǎng)。圖1-2風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理圖Figure1-2Windturbineschematic(4)風(fēng)速、空氣密度和機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)的影響風(fēng)力機(jī)的出力主要取決于風(fēng)速,主要的參數(shù)是初始風(fēng)速、額定風(fēng)速與截止風(fēng)速。風(fēng)速所處的區(qū)間位置,決定了風(fēng)電場(chǎng)的出力大校當(dāng)風(fēng)速太大大于截止風(fēng)速或者太小小于初始風(fēng)速時(shí),此時(shí)沒(méi)有輸出功率;當(dāng)風(fēng)速大于初始風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí),此時(shí)的輸出功率可通過(guò)近似的線性公式進(jìn)行計(jì)算;當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速小于截止風(fēng)速之間時(shí),此時(shí)的輸出功率為額定功率。湍流度是反映風(fēng)速變化程度的最重要特征,是風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差與平均風(fēng)速之比。
華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文10化的,它總是會(huì)尋找最適合個(gè)體的可能形式的空間(適應(yīng)性景觀)。在自然界中,個(gè)體需要適應(yīng)環(huán)境才能生存,這一過(guò)程被稱為進(jìn)化。在繁殖時(shí),使個(gè)體更適合競(jìng)爭(zhēng)的特征被保留,較弱的元素被消除;蚴强刂七@些特征的單位,這些基因的集合形成染色體。只有最適的個(gè)體才能在后代中生存,最適的基因在重組過(guò)程中遺傳給后代。它被稱為交叉[42]。這種自然選擇和優(yōu)化的過(guò)程導(dǎo)致進(jìn)化算法的增長(zhǎng)。進(jìn)化算法是進(jìn)化計(jì)算的一個(gè)子類(lèi),屬于一般隨機(jī)搜索算法的集合。圖1顯示了EA在不同搜索方法中的位置。這是一個(gè)基于種群[43]概念的元啟發(fā)式優(yōu)化算法。元啟發(fā)式是用于查找、產(chǎn)生或選擇可能執(zhí)行部分搜索的較低級(jí)過(guò)程或啟發(fā)式的較高級(jí)別過(guò)程。適用于計(jì)算能力有限、信息量不足或不完全的各種優(yōu)化問(wèn)題。在這種情況下,它提供了足夠好的解決方案。圖1-3搜索方法的分類(lèi)Figure1-3ClassificationofsearchmethodsEA的靈感來(lái)自于生物進(jìn)化的機(jī)制,如繁殖、突變、重組和選擇。隨機(jī)創(chuàng)建一組候選解(即函數(shù)域的元素)以最大化質(zhì)量函數(shù)。然后將抽象適應(yīng)度函數(shù)形式的質(zhì)量函數(shù)應(yīng)用于問(wèn)題域。對(duì)于下一代,根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)來(lái)選擇更好的候選人。這是通過(guò)應(yīng)用重組和/或突變技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。重組是由二元運(yùn)算符表示的。該操作符可以應(yīng)用于兩個(gè)或多個(gè)被選中的候選對(duì)象,即為人所知的父對(duì)象,并生成一個(gè)或多個(gè)新的候選對(duì)象(子對(duì)象)。而突變只適用于一個(gè)候選人,它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的孩子。在執(zhí)行這個(gè)重組或突變之后,它根據(jù)它們的適應(yīng)度函數(shù)生成一組新的候選項(xiàng)。這是一個(gè)迭代的過(guò)程。它可以繼續(xù),直到找到足夠好的候選[44]。具體的操作
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估的主要問(wèn)題及原因分析[J]. 李小兵,王瀟. 風(fēng)能. 2019(01)
[2]大停電背景下考慮系統(tǒng)暫態(tài)安全的動(dòng)態(tài)風(fēng)電穿透功率極限計(jì)算[J]. 葉茂,劉艷,顧雪平,韓思聰,王少博. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(11)
[3]可再生能源綜合利用的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 吳利樂(lè),鄭源,王愛(ài)華,任巖. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[4]電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化模型的研究綜述[J]. 王曉文,趙彥輝. 華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[5]Tent混沌人工蜂群與粒子群混合算法[J]. 匡芳君,金忠,徐蔚鴻,張思揚(yáng). 控制與決策. 2015(05)
[6]考慮暫態(tài)穩(wěn)定的風(fēng)電穿透功率極限計(jì)算模型[J]. 藺海明,劉天琪,李興源,王劍,李茜. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2013(20)
[7]電力系統(tǒng)的柔性評(píng)價(jià)與風(fēng)電穿透功率極限計(jì)算[J]. 白玉東,王承民,衣濤,徐小芳,陳東,袁一鳴. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2012(10)
[8]大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電充裕度與容量可信度評(píng)估[J]. 汪海瑛,白曉民. 電網(wǎng)技術(shù). 2012(06)
[9]基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法的風(fēng)電場(chǎng)最大接入容量計(jì)算[J]. 郭曉蕊,王德意,楊國(guó)清,景敏,李瓊. 中國(guó)電力. 2011(01)
[10]基于風(fēng)電極限穿透功率的經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化模型研究[J]. 袁鐵江,晁勤,李義巖,袁建黨,吐?tīng)栠d·伊不拉音. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2011(01)
博士論文
[1]大型風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題研究[D]. 遲永寧.中國(guó)電力科學(xué)研究院 2006
[2]隨機(jī)規(guī)劃理論在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)分析中的應(yīng)用研究[D]. 雷亞洲.中國(guó)電力科學(xué)研究院 2001
碩士論文
[1]電力系統(tǒng)柔性分析與風(fēng)電穿透功率極限研究[D]. 白玉東.上海交通大學(xué) 2012
[2]風(fēng)電穿透功率及風(fēng)電入網(wǎng)后系統(tǒng)短期運(yùn)行研究[D]. 吳穎.上海交通大學(xué) 2009
[3]一類(lèi)隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的算法及應(yīng)用研究[D]. 麻倩倩.華北電力大學(xué)(河北) 2007
本文編號(hào):3516374
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