【摘要】：電力網(wǎng)絡(luò)是一個大型的互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施,負(fù)責(zé)把電能從發(fā)電站輸送到千家萬戶。在過去的幾十年間,雖然信息技術(shù)和控制技術(shù)發(fā)生了很大的變化,但日漸老化的電力網(wǎng)絡(luò)并沒有跟上技術(shù)變革的步伐。作為新一代的電力網(wǎng)絡(luò),智能電網(wǎng)以自動化的方式應(yīng)用信息與通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)靈活、可靠、有效、安全、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境友好的目標(biāo)。 配用電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的咽喉,保證智能配用電網(wǎng)中實(shí)時可靠的信息接入與合理優(yōu)化的負(fù)載調(diào)度也是建設(shè)我國“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的基石。來自智能電表的抄表數(shù)據(jù)將會多達(dá)數(shù)以萬計(jì)的太字節(jié),這對于智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)收集、傳輸和存儲如此大規(guī)模的數(shù)據(jù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。亟需先進(jìn)的無線通信技術(shù),如認(rèn)知無線電技術(shù),以保證抄表數(shù)據(jù)實(shí)時可靠的傳輸。另一方面,在未來的幾十年里,用戶的用電量還將繼續(xù)增長。此外,電動汽車的廣泛應(yīng)用還可能使得電能需求量翻倍,合理的負(fù)載調(diào)度迫在眉睫。本文結(jié)合該方向的最新研究成果,以智能電網(wǎng)配用電信息接入與負(fù)載調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)研究為主要內(nèi)容。本文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾個方面： 1.簡要回顧了智能配用電網(wǎng)信息接入與負(fù)載調(diào)度問題的相關(guān)研究背景、概述和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 2.研究基于認(rèn)知無線電技術(shù)的配用電信息接入。為了克服頻譜資源有限和利用不充分的矛盾,將認(rèn)知無線電技術(shù)引入智能配用電網(wǎng)的通信,提高信息接入和傳輸?shù)膶?shí)時性與可靠性。由于電池供電的頻譜感知傳感器受能量約束,能量有效性成為傳感器輔助認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問題。優(yōu)化調(diào)度各傳感器的工作時間能夠有效地延長網(wǎng)絡(luò)壽命。把能量有效的協(xié)同頻譜感知構(gòu)建成一個調(diào)度問題,并證明其為NP完全問題。首先用貪心降解法將原問題簡化為一系列整數(shù)線性規(guī)劃子問題,然后分別提出三種不同的算法：隱枚舉法、普通貪心法和λ貪心法來求解該子問題。仿真結(jié)果驗(yàn)證了上述算法的性能,同時考察了可調(diào)參數(shù)對算法性能的影響。 3.研究通信質(zhì)量對配用電性能的影響。將認(rèn)知無線電引入智能電網(wǎng)以改善通信質(zhì)量。通過頻譜感知與信道切換技術(shù),智能電表可以決定通過原有的非授權(quán)信道或另外的授權(quán)信道傳輸數(shù)據(jù),以減少通信中斷�？紤]到頻譜感知的能耗以及不可靠通信對控制性能的影響,構(gòu)建了感知-性能的權(quán)衡問題以期通過較小的通信代價獲得較好的控制性能，為綠色智能電網(wǎng)鋪平道路。分析了通信中斷對需求響應(yīng)管理控制性能的影響,包括減少供電商的利潤和系統(tǒng)性能,但并不一定減少用戶的效用。基于能量檢測器進(jìn)行頻譜感知,證明存在唯一的最優(yōu)頻譜感知時間達(dá)到感知-性能之間最好的權(quán)衡,同時保證授權(quán)信道被充分保護(hù)。相關(guān)仿真結(jié)果驗(yàn)證了對應(yīng)的理論分析。 4.研究基于博弈論和帶時間耦合約束的負(fù)載調(diào)度。對于居民用戶的用電調(diào)度問題,同時考慮用戶之間的博弈關(guān)系以及時間耦合約束,構(gòu)建成帶耦合約束的博弈問題。提出的求解算法分為兩部分：首先,通過對偶分解把原始問題解耦；然后,對于解耦后的博弈問題,通過最適反應(yīng)法得到納什均衡。該算法可擴(kuò)展為在線版本,從而減少電價預(yù)測誤差帶來的影響。仿真結(jié)果表明提出的算法能夠有效地轉(zhuǎn)移高峰負(fù)載和降低峰均比,同時還能給用戶帶來利益。另外還考察了該算法的可擴(kuò)展性以及用戶個數(shù)對其性能的影響。 5.研究考慮未來電價不確定性的負(fù)載調(diào)度。在實(shí)時電價環(huán)境下,由于未來電價的不確定性,負(fù)載調(diào)度構(gòu)建為帶期望和時間耦合約束的優(yōu)化問題。由于應(yīng)用隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃的算法復(fù)雜度太高很難得到顯式解,提出用對偶分解和隨機(jī)梯度的方法解決該問題。首先,把原始問題對偶分解為一系列單獨(dú)的子問題,然后基于對未來電價的統(tǒng)計(jì)知識,每個子問題中的電價不確定性由隨機(jī)梯度法處理。此外,還提出用在線算法進(jìn)一步降低電價預(yù)測誤差帶來的影響。數(shù)值仿真結(jié)果驗(yàn)證了對應(yīng)的理論分析。 最后對全文進(jìn)行了總結(jié),并對進(jìn)一步的研究工作進(jìn)行了展望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM73

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 薛禹勝;綜合防御由偶然故障演化為電力災(zāi)難——北美“8·14”大停電的警示[J];電力系統(tǒng)自動化;2003年18期

2 侯慧;尹項(xiàng)根;陳慶前;游大海;童光毅;邵德軍;;南方部分500kV主網(wǎng)架2008年冰雪災(zāi)害中受損分析與思考[J];電力系統(tǒng)自動化;2008年11期

3 韓禎祥,曹一家;電力系統(tǒng)的安全性及防治措施[J];電網(wǎng)技術(shù);2004年09期

4 陳樹勇;宋書芳;李蘭欣;沈杰;;智能電網(wǎng)技術(shù)綜述[J];電網(wǎng)技術(shù);2009年08期

5 梁志峰;葛睿;董昱;陳剛;;印度“7.30”、“7.31”大停電事故分析及對我國電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作的啟示[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年07期

，

本文編號：2331944