本文關(guān)鍵詞：響應調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學》 2015年

響應調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究及應用

程雄  

【摘要】：我國電網(wǎng)普遍面臨巨大的調(diào)峰壓力,特別在火電占絕對支配地位的華東和東北地區(qū),調(diào)峰問題更加突出。水電機組因具有啟停迅速、運轉(zhuǎn)靈活、跟蹤負荷強、近似零污染等優(yōu)點,一直是電網(wǎng)最優(yōu)質(zhì)的調(diào)峰電源,因此,開展響應調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究對保障我國電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有重要的理論指導意義和工程實用價值。本文分別從流域側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及交直流互聯(lián)大電網(wǎng)三個不同角度詳細闡述了水電系統(tǒng)長短期調(diào)峰存在的關(guān)鍵科學問題和技術(shù)難題,以運籌學的最優(yōu)理論為支撐,以調(diào)峰問題非常突出的東北電網(wǎng)和華東電網(wǎng)實際工程項目為研究背景,開展了響應調(diào)峰需求的跨流域引水梯級水電站群、含混合式抽水蓄能電站的梯級水電站群、區(qū)域電網(wǎng)直調(diào)抽水蓄能電站群和大規(guī)�？鐓^(qū)特高壓直流水電優(yōu)化調(diào)度方法研究,取得了一些有理論意義和實用價值的成果,主要內(nèi)容概括如下： (1)針對跨流域引水梯級水電站群長期調(diào)度水力聯(lián)系復雜且難以考慮調(diào)峰的問題,提出了以調(diào)峰效益最大為目標的長期優(yōu)化調(diào)度模型及混合搜索算法。利用典型日負荷曲線模擬出調(diào)峰利用小時數(shù)為橫坐標的電價曲線,再以調(diào)峰電價為參數(shù)構(gòu)建長期調(diào)峰效益最大模型,耦合逐步優(yōu)化算法、逐次逼近算法和狀態(tài)逐密離散微分動態(tài)規(guī)劃算法對模型進行求解。東北電網(wǎng)松江河梯級水電站群實例應用結(jié)果表明,所提長期調(diào)峰效益最大模型能夠充分發(fā)揮跨流域引水水庫的調(diào)節(jié)與補償作用,顯著提高已有梯級水電站群枯期電量,更加適用于火電占絕對支配地位電網(wǎng)的枯期調(diào)峰需求。 (2)為有效求解含有混合式抽水蓄能電站的梯級水電站群長期調(diào)度規(guī)則問題,結(jié)合調(diào)峰電價曲線和填谷電價曲線,提出了以調(diào)峰效益最大為目標、以保證出力為約束的長期調(diào)峰調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型。該模型以抽水蓄能電站水-能轉(zhuǎn)換和調(diào)峰效益模擬為基礎(chǔ),根據(jù)各月歷史徑流相關(guān)性強弱分別采用隨機一階相關(guān)動態(tài)規(guī)劃和隨機獨立動態(tài)規(guī)劃方法求解。東北電網(wǎng)第二松花江梯級水電站群實例應用結(jié)果表明,所提模型方法能夠考慮徑流隨機性和時段相關(guān)性,同時還能體現(xiàn)電網(wǎng)對水電站保證出力和調(diào)峰效益的雙重要求,可以有效發(fā)揮混合式抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的枯期調(diào)峰潛力。 (3)針對區(qū)域電網(wǎng)直調(diào)抽水蓄能電站群難以同時響應多個省級電網(wǎng)調(diào)峰填谷需求的問題,提出以多個省級電網(wǎng)剩余負荷方差最小為目標的短期多電網(wǎng)調(diào)峰方法。該方法分三步進行,首先利用歸一化方法將多個電網(wǎng)負荷合并成一條總負荷；其次以這條總負荷曲線的最高、最低點作為啟發(fā)信息確定電站最優(yōu)發(fā)電、抽水時間及大小；最后采用出力切分和組合優(yōu)化方法將電站出力合理分配到多個電網(wǎng),目標函數(shù)為多個電網(wǎng)剩余負荷方差最小。華東電網(wǎng)直調(diào)抽水蓄能電站群典型日調(diào)度結(jié)果表明,所提模型方法能夠高效地搜索出滿足電力和水力約束的電站出力過程,同時還能將電站出力過程合理地分配到各電網(wǎng),滿足各電網(wǎng)調(diào)峰填谷負荷需求。 (4)針對我國大規(guī)模特高壓直流水電跨區(qū)跨省輸送難題,提出能切實反映實際工程需求的大規(guī)模特高壓直流水電受端電網(wǎng)多電源短期協(xié)調(diào)調(diào)峰方法。該方法采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理,將原問題根據(jù)電源種類分解成多個子問題進行求解,其中針對直流水電提出了兩種不同輸送控制方式：控制電力和控制電量。前者不改變現(xiàn)有的直流水電送電過程,只優(yōu)化其在多個省級電網(wǎng)的分配過程；后者不改變直流水電輸送電量,優(yōu)化各條直流聯(lián)絡線的送電過程及其在多個省級電網(wǎng)的分配過程,最后以各省級電網(wǎng)剩余負荷為關(guān)聯(lián)因子,通過循環(huán)調(diào)用各類電源求解子方法來實現(xiàn)多電源協(xié)調(diào)調(diào)峰的目的。華東電網(wǎng)多層級電能一體優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的應用結(jié)果表明,提出的多電源協(xié)調(diào)調(diào)峰方法能夠充分發(fā)揮直流水電的調(diào)峰潛力,顯著提高區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)峰率,研究成果為我國現(xiàn)在和將來的水電大規(guī)�？鐓^(qū)跨省集中輸送提供了切實可行的理論方法。 最后對全文做了總結(jié),并對下一步研究的問題進行了展望。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV737
【目錄】：

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