【摘要】：間歇性能源的大規(guī)�；⒕W(wǎng)發(fā)電,給電力系統(tǒng)的運行與控制帶來了諸多問題。以風(fēng)電、光伏為代表的間歇性能源并網(wǎng)后,受環(huán)境因素影響而產(chǎn)生的功率波動將給系統(tǒng)帶來電壓和頻率穩(wěn)定問題。為了保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與可靠運行,系統(tǒng)需要預(yù)留充足的調(diào)峰或備用容量,以應(yīng)對功率的波動。然而,調(diào)頻調(diào)峰能力不足、電網(wǎng)傳統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)不合理、電力電量消納等問題正是困擾我國發(fā)展大規(guī)模間歇性能源的主要問題。因此,從規(guī)劃的角度計算電網(wǎng)接納間歇性能源的能力,宏觀地把控間歇性能源并網(wǎng)規(guī)模,并研究適用于含大規(guī)模間歇性能源的電力系統(tǒng)調(diào)度方法具有很強的現(xiàn)實意義。對此,本文主要進(jìn)行了如下研究:首先,分析電網(wǎng)的光伏接納能力計算原理,并據(jù)此搭建了一個計算電網(wǎng)光伏接納能力的數(shù)學(xué)模型,以達(dá)到合理擴展光伏電站規(guī)模、節(jié)約化石燃料的目的。計算模型在考慮系統(tǒng)調(diào)峰能力的基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)運行經(jīng)濟性最優(yōu)為目標(biāo),以發(fā)電功率與用電負(fù)荷的功率平衡和各項機組技術(shù)條件為約束,得到了一個電力系統(tǒng)經(jīng)濟性與光伏接納能力的折衷決策。使用經(jīng)典的拉格朗日松弛法對我國北方某太陽能資源富集省份進(jìn)行仿真后,獲得水平年2020年和2030年的計算結(jié)果。結(jié)果表明,通過合理的規(guī)劃和配套電源建設(shè),該省目前仍有一定的光伏發(fā)展空間。同時,提出了一些可適當(dāng)增強接納能力的措施,如建設(shè)抽水蓄能電站、減小火電最小技術(shù)出力、縮小負(fù)荷峰谷差等。其次,可預(yù)見未來風(fēng)電、光伏發(fā)展趨于成熟,大規(guī)模的并網(wǎng)將給電網(wǎng)的有功調(diào)度帶來困難,使電網(wǎng)的運行成本提高,增加電網(wǎng)的運行風(fēng)險。因此,本文針對間歇性能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng),制定了多時間尺度調(diào)度方案。該方案綜合日前調(diào)度、日內(nèi)調(diào)整和自動發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢,提高以風(fēng)能、太陽能為代表的間歇性能源的利用,最大限度的降低其間歇性、波動性和不確定性所帶來的影響。調(diào)度模型以電力系統(tǒng)多項運行成本最低為目標(biāo),以潮流平衡、備用容量等9項系統(tǒng)要求為約束,用以保障安全穩(wěn)定與可靠運行。最后,通過分析粒子群算法中慣性權(quán)重的作用,決定采用改進(jìn)型粒子群算法對多時間尺度調(diào)度模型進(jìn)行求解,以分析調(diào)度模型的實用性。根據(jù)實際情況設(shè)計了一個算例系統(tǒng),規(guī)定發(fā)電機組及負(fù)荷參數(shù)后,對其進(jìn)行計算,仿真結(jié)果以調(diào)度效果圖的形式呈現(xiàn)。計算結(jié)果表明,該模型對于接納間歇性能源后波動性加大的電力系統(tǒng),其優(yōu)化調(diào)度效果顯著。此外,通過分析常規(guī)機組出力數(shù)據(jù),研究常規(guī)機組在調(diào)度過程中的特點,探討其發(fā)揮的作用。同時,還得出了該多時間尺度調(diào)度模型可以增強電網(wǎng)對間歇性能源接納的結(jié)論。
【圖文】：

２４點中的６：００至１８：００作為計算對象，刨除光伏電站出力為零的時段。取計算逡逑時段內(nèi)系統(tǒng)負(fù)荷與常規(guī)電源技術(shù)出力的最小值與風(fēng)電出力之和的差值，定義為電逡逑網(wǎng)的光伏接納空間，如圖２－１中陰影區(qū)域所示。接著，取當(dāng)日所得光伏接納空間逡逑的最小值，即某點時刻豎軸方向上的數(shù)值最小，為該日內(nèi)電網(wǎng)對光伏的接納能力。逡逑如若滾動計算水平年全年３６５天獲取每日的光伏接納空間及光伏接納能力，再取逡逑３６５個日光伏接納能力中的最小值，則可作為水平年電網(wǎng)光伏接納能力。逡逑圖２－１為含大規(guī)模間歇性能源電網(wǎng)的光伏接納能力的計算原理示意圖。逡逑９逡逑

敏的電廠通過燃?xì)廨啓C進(jìn)行供電，其效率稍低于基荷電廠，稱為調(diào)峰電廠，且僅逡逑在負(fù)荷高峰時段運行。比如夏季炎熱時，空調(diào)使用廣泛，電力系統(tǒng)負(fù)荷在午后達(dá)逡逑到高峰，常出現(xiàn)全年最大用電負(fù)荷值。圖２－２為典型夏季日負(fù)荷趨勢圖。因此，逡逑一個典型的調(diào)峰電廠可能會在這一時刻前幾個小時啟動，并在幾個小時后關(guān)閉。逡逑７０００逡逑６０００邐，一一邋ｆ邋＂Ｉ逡逑－％邐Ｖｒｉ邋—逡逑５０００邐－ｇ—邐、逡逑ｇ逡逑＜￥４０００逡逑二？Ｓ＇逡逑￣ｌ邋３０００逡逑２０００逡逑１０００逡逑時刻逡逑圖２－２典型夏季日負(fù)荷趨勢圖逡逑求解方法方面，拉格朗日松弛法最大的優(yōu)點在于一一將目標(biāo)函數(shù)中難以收斂逡逑的約束條件吸收到目標(biāo)函數(shù)自身中，且保持目標(biāo)函數(shù)的線性化，使得問題變得易逡逑于求解。其中拉格朗日乘子作為目標(biāo)函數(shù)對約束條件的懲罰因子，使得約束條件逡逑依舊得到滿足。逡逑當(dāng)一個整數(shù)規(guī)劃問題目標(biāo)函數(shù)為：逡逑Ｆ邋＝邋ｒｍｎｕＴ邋ｘ邐（２－１）逡逑約束條件為：逡逑＇Ａｘ邋＞ｂ逡逑ｓ．ｔ．邋＜邋Ｃｘ＞ｄ邐（２－２）逡逑ｘｅＺｎ＋逡逑其中，２ｘ２６為難以約束的條件，為易于約束的條件。該問題可表達(dá)逡逑為：逡逑Ｐ邋＝邋｛ｘ邋ｅ邋Ｚ＂邋＼Ａｘ邋＞邋ｂ，，邋Ｃｘ邋＞邋ｄ）邐（２－３）逡逑將難以約束的條件整合到目標(biāo)函數(shù)中
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2703632