【摘要】：面對能源短缺和環(huán)境惡化的嚴峻形勢，世界各國都在積極尋求發(fā)展可再生能源，風力發(fā)電以清潔經濟、安全高效和可持續(xù)開發(fā)利用的優(yōu)勢得到大力發(fā)展。風電的大規(guī)模集中并網使電力系統(tǒng)調度面臨嚴重的挑戰(zhàn)，從多空間尺度研究新型的區(qū)域協調調度方法，以有效應對風電的波動性、隨機性等不確定性因素，保證電網安全穩(wěn)定、經濟高效運行，并提高系統(tǒng)的風電消納能力，具有非常重要的理論和工程應用價值。本文基于多空間尺度的聯絡線輸送限制以及電量交易計劃，主要研究考慮輸電能力及輸電阻塞的大規(guī)模風電并網系統(tǒng)的多區(qū)域協調調度模型與方法。 首先分析了大規(guī)模風電場的短期出力Beta分布模型，并介紹了兩種包含風電不確定性的電力系統(tǒng)數學分析方法：基于概率論的解析法和基于隨機模擬的蒙特卡羅法，且采用拉丁超立方抽樣法進行短期風電出力模擬。針對含風電不確定性的機會約束規(guī)劃模型，推導了風電隨機波動與線路潮流的線性關系及卷積運算，根據事先設定的置信水平把含隨機變量的機會約束轉化為相應的確定性等價懲罰函數并引入到目標函數中，之后采用粒子群優(yōu)化算法進行求解。 考慮電量交易計劃，對含大規(guī)模風電場的電力系統(tǒng)的可用輸電能力進行研究。首先基于連續(xù)潮流法，提出了線性預測關鍵約束的改進算法，并引入到交流潮流模型中形成擴展潮流方程求解電力系統(tǒng)確定性ATC，且推導了電力系統(tǒng)ATC對風電等節(jié)點的注入功率波動的靈敏度快速估算模型。在此基礎上，結合風電并網系統(tǒng)的多維可視化注入功率空間，提出了一種采用分層類聚算法劃分蒙特卡羅抽樣樣本，綜合考慮發(fā)電機隨機故障、線路隨機故障、風電場風速、發(fā)電機出力和負荷波動等多種不確定因素的概率ATC快速計算方法，，實時監(jiān)視、動態(tài)更新區(qū)域電網間計及安全約束的聯絡斷面極限傳輸容量。 針對我國遠距離、大規(guī)模、和高集中的風電開發(fā)模式所引發(fā)的輸電阻塞問題進行研究，運用優(yōu)化調度積留量法建立了一套合理的多區(qū)域協調調度方法。應用預測概率分布表示風電并網帶來的不確定性，在前瞻約束中添加聯絡線潮流約束，首先判斷最樂觀情況下是否存在使輸電斷面h時刻不越限的的發(fā)電計劃。如果存在，則t時刻的發(fā)電計劃滿足輸電斷面的前瞻約束；否則,就運用機會約束規(guī)劃理論調整t時刻的發(fā)電計劃，合理協調互聯區(qū)域間的發(fā)電機出力，以及時消除電力系統(tǒng)的輸電阻塞現象，最大限度地消納風電。
[Abstract]:Facing the severe situation of energy shortage and environmental deterioration, countries all over the world are actively seeking to develop renewable energy, and the advantages of wind power generation for clean economy, safe, efficient and sustainable development and utilization have been vigorously developed. The large-scale centralized grid connection of wind power makes the power system dispatching face serious challenges. A new regional coordinated dispatching method is studied from multi-space scale to effectively deal with the uncertainty factors such as wind power fluctuation, randomness and so on, so as to ensure the security and stability of power grid. It is very important in theory and engineering application to operate economically and efficiently and to improve the wind power absorption capacity of the system. In this paper, the multi-area coordinated scheduling model and method for large-scale wind power grid-connected systems considering transmission capacity and transmission congestion are studied based on the tie-line transmission restriction and electricity transaction plan in multi-space scale. In this paper, the short term Beta distribution model of large scale wind farm is analyzed, and two kinds of mathematical analysis methods including wind power uncertainty are introduced: the analytic method based on probability theory and the Monte Carlo method based on stochastic simulation. And the Latin hypercube sampling method is used to simulate the short-term wind power output. According to the chance constrained programming model with wind power uncertainty, the linear relation and convolution operation between wind power random fluctuation and line power flow are derived. According to the predetermined confidence level, the chance constraint with random variables is transformed into the corresponding deterministic equivalent penalty function and introduced into the objective function, and then the particle swarm optimization algorithm is used to solve the problem. The available transmission capacity of power systems with large scale wind farms is studied by considering the electricity transaction plan. Based on the continuous power flow method, an improved algorithm for linear prediction with key constraints is proposed. The extended power flow equation is introduced into the AC power flow model to solve the power system deterministic ATCs, and the fast sensitivity estimation model of the power system ATC to the input power fluctuation of wind power is derived. On this basis, combined with the multidimensional visual injection power space of wind power grid connection system, a hierarchical clustering algorithm is proposed to divide Monte-Carlo sampling samples, considering generator random fault, line random fault and wind speed. Probabilistic ATC fast calculation method for generator output and load fluctuation, real-time monitoring, dynamic updating of the limited transmission capacity of the contact section with safety constraints among regional power grids. Aiming at the transmission congestion problem caused by long distance, large scale and high concentration wind power development model in China, a set of reasonable multi region coordinated scheduling method is established by using optimal scheduling product retention method. The prediction probability distribution is used to represent the uncertainty brought by wind power grid connection. The tie-line power flow constraint is added to the forward constraints to determine whether there is a generation plan with no h time limit for transmission section under the most optimistic condition. If it exists, the generation plan at t time satisfies the forward constraint of transmission section; otherwise, the generation plan at t time can be adjusted by chance constraint programming theory, and the generator output between interconnected regions can be reasonably coordinated. In order to eliminate the power system transmission congestion phenomenon, maximum absorption of wind power.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM614;TM73

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本文編號：2178352