本文關(guān)鍵詞：提高新能源消納能力的電力系統(tǒng)調(diào)度研究

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 風(fēng)電 機(jī)組變負(fù)荷 火電機(jī)組蓄熱 煤耗率

【摘要】：近年來,能源和環(huán)境問題越發(fā)成為制約世界各國經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。以風(fēng)電為代表的新能源電力因其良好的環(huán)保和節(jié)能效益受到越來越多的關(guān)注。而風(fēng)能的間歇性和強(qiáng)隨機(jī)波動(dòng)性,以及我國“富煤、貧油、少氣、缺水”的電源結(jié)構(gòu)布局決定了必需要依賴燃煤火電機(jī)組的快速深度變負(fù)荷能力來提高電網(wǎng)消納風(fēng)電的能力。通過火電機(jī)組先進(jìn)控制手段對(duì)機(jī)組內(nèi)部蓄熱進(jìn)行利用、實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組快速變負(fù)荷是提高電網(wǎng)消納風(fēng)電能力的一個(gè)有效途徑。如何在電網(wǎng)調(diào)度中充分利用此類蓄熱機(jī)組的變負(fù)荷能力,更好地平抑風(fēng)電波動(dòng),是具有重要價(jià)值的研究課題。由于蓄熱機(jī)組具有與常規(guī)機(jī)組不同的快速變負(fù)荷特性,現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)度模型在用于含蓄熱機(jī)組的系統(tǒng)時(shí)具有一定困難。具體表現(xiàn)為一是利用機(jī)組蓄熱會(huì)造成機(jī)組煤耗率的變化,產(chǎn)生額外費(fèi)用,而且機(jī)組變負(fù)荷速率上限隨機(jī)組出力水平變化,而傳統(tǒng)調(diào)度模型中機(jī)組發(fā)電費(fèi)用通常僅與機(jī)組出力有關(guān),且機(jī)組變負(fù)荷率上限通常為常數(shù)；二是機(jī)組蓄熱具有記憶性,不能連續(xù)使用機(jī)組蓄熱,而此類約束并未在傳統(tǒng)調(diào)度模型中考慮。圍繞上述問題背景,本文開展了三方面研究工作。首先,本文定量分析了火電機(jī)組快速深度變負(fù)荷能力對(duì)系統(tǒng)中最大風(fēng)電接入量的影響。針對(duì)含火電和風(fēng)電機(jī)組、考慮系統(tǒng)功率平衡和線路潮流的安全約束的優(yōu)化調(diào)度問題,本文對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)的真實(shí)出力數(shù)據(jù)場(chǎng)景進(jìn)行了仿真,在不同時(shí)間尺度下量化分析了火電機(jī)組的爬坡率與出力范圍對(duì)電網(wǎng)消納風(fēng)電能力的影響。第二,本文提出了一種考慮蓄熱機(jī)組煤耗率及爬坡率特性的含風(fēng)電電力系統(tǒng)調(diào)度問題建模方法。在所提出的調(diào)度模型中,目標(biāo)函數(shù)為關(guān)于蓄熱機(jī)組的出力和爬坡率的二元費(fèi)用函數(shù),且機(jī)組的變負(fù)荷率上限與其當(dāng)前出力有關(guān)。本文以一臺(tái)600MW機(jī)組為對(duì)象進(jìn)行了費(fèi)用與爬坡率函數(shù)的參數(shù)擬合與驗(yàn)證,并在IEEE30節(jié)點(diǎn)上對(duì)提出的模型進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,含有蓄熱機(jī)組的電力系統(tǒng)在消納更多風(fēng)電的同時(shí)可以在一定程度上提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。第三,本文在以上調(diào)度模型中進(jìn)一步考慮了蓄熱的記憶性。由于蓄熱在使用后需要一段時(shí)間的恢復(fù),本文在原有模型中引入0-1變量表示每個(gè)時(shí)刻是否利用蓄熱的決策。這使得模型中出現(xiàn)了上述0-1決策變量與機(jī)組出力決策變量的乘積,從而成為非線性模型。通過不等式的數(shù)學(xué)變換,本文將上述非線性模型等效地變換為線性形式,從而使整個(gè)調(diào)度問題成為混合整數(shù)規(guī)劃問題。該問題采用優(yōu)化軟件CPLEX求解,并配合滾動(dòng)窗口算法來加快模型的求解速度。仿真實(shí)驗(yàn)表明了考慮機(jī)組蓄熱記憶特性的含風(fēng)電的電力系統(tǒng)調(diào)度模型的有效性,以及滾動(dòng)窗口算法可以有效地加快模型的求解速度。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 風(fēng)電 機(jī)組變負(fù)荷 火電機(jī)組蓄熱 煤耗率
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM73
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題研究的背景及意義11-14
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 含風(fēng)電的新能源電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 新能源與電源互補(bǔ)發(fā)電的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.3 新能源與儲(chǔ)能結(jié)合的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀中尚存在的問題及本文切入點(diǎn)21
• 1.3 本文的研究思路及主要工作21-23
• 第2章 火電機(jī)組快速深度變負(fù)荷能力對(duì)電網(wǎng)消納風(fēng)電的影響分析23-29
• 2.1 引言23
• 2.2 含風(fēng)電的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型23-24
• 2.3 含風(fēng)電的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度仿真算例24-28
• 2.3.1 系統(tǒng)配置25-26
• 2.3.2 機(jī)組快速變負(fù)荷能力對(duì)系統(tǒng)消納風(fēng)電的影響26-27
• 2.3.3 機(jī)組深度變負(fù)荷能力對(duì)系統(tǒng)消納風(fēng)電的影響27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 含蓄熱機(jī)組的電力系統(tǒng)調(diào)度模型建模方法29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 含蓄熱機(jī)組的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型29-34
• 3.2.1 蓄熱機(jī)組發(fā)電二元費(fèi)用函數(shù)以及爬坡率上限建模29-32
• 3.2.2 含蓄熱機(jī)組的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模型建模32-34
• 3.3 含蓄熱機(jī)組的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度仿真34-41
• 3.3.1 發(fā)電二元費(fèi)用函數(shù)以及爬坡上限函數(shù)擬合與分析34-38
• 3.3.2 含蓄熱機(jī)組的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度仿真實(shí)驗(yàn)38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 包含快速調(diào)節(jié)機(jī)組的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度42-48
• 4.1 引言42
• 4.2 體現(xiàn)蓄熱記憶性特征的電力系統(tǒng)調(diào)度模型建模42-43
• 4.3 滾動(dòng)窗口算法43-44
• 4.4 體現(xiàn)蓄熱記憶性特征的電力系統(tǒng)調(diào)度模型建模仿真44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 結(jié)論與展望48-50
• 5.1 結(jié)論48-49
• 5.2 展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果56-57
• 致謝57

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