含风电场的电力系统节能发电调度动态建模与智能算法研究

【摘要】： 为提高电力工业能源使用效率,节能减排,促进能源和电力结构调整,确保电力系统安全、高效运行,实现电力工业可持续发展,四部委联合制定了《节能发电调度办法(试行)》(以下简称《办法》)。《办法》指出,节能发电调度必须在保障电力可靠供应的前提下,按照节能、经济的原则,优先调度可再生发电资源。尽管可再生能源发电具有环境保护等优点,但其存在持续性和可靠性问题。风电作为发展最迅速的可再生能源发电技术之一,受到了广泛关注。含风电场的电力系统的研究大多集中在风电接入电网后给电网安全、稳定运行带来的影响,针对节能发电调度方面的研究还很少。而节能发电调度又是国家极力倡导的一项重要工作,因此,本文的研究工作意义重大。 风电预测是本文研究工作的基础,其精确度将直接影响到含风电场的电力系统节能发电调度。因此,本文对风电场出力预测方法做了总结和比较,以期最大限度地消除风电随机性和间歇性对节能发电调度的影响。 在电力系统调度层面上,传统的优化调度问题分为静态和动态两种。动态优化调度考虑了不同时间断面的耦合性,虽然计算过程比静态优化调度复杂,但计算结果更符合实际要求。因此,考虑到风速随时间的随机变化性质,本文采用动态分析方法对含风电场的电力系统节能发电调度进行建模。建立的动态模型有望较好地解决由于风电场输出功率难以准确预测而给节能发电调度带来的困难。 同时,为适应新形势下节能发电调度的实施环境和要求,本文对兼顾经济、环境和网损的多目标优化调度决策算法进行了深入研究,提出了改进算法,算例结果证明改进后的算法能够适应新形势下的节能发电调度。 最后,为了使算法实用化,本文初步研究开发了基于IDA-800平台的节能发电调度模块,实现了用户交互等功能,可以为节能发电调度的实施提供软件平台。 【关键词】：节能发电调度 风电预测 动态建模 多目标粒子群优化 IDA-800
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM73
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题意义11
• 1.2 风电发展现状11-12
• 1.3 研究现状12-16
• 1.3.1 风电场出力预测研究现状12-13
• 1.3.2 节能发电调度研究现状13-16
• 1.4 难点和目前的主要问题16
• 1.5 本文的主要工作16-18
• 第二章 风电场出力预测方法18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 风电预测方法概述18-21
• 2.2.1 预测方法分类18-19
• 2.2.2 基于数值天气预报模型的预测方法19
• 2.2.3 基于历史数据的风电场功率预测方法19-21
• 2.3 三种经典方法的比较21-29
• 2.3.1 基于BP人工神经网络的预测方法21-24
• 2.3.2 自组织GMDH网络预测方法24-27
• 2.3.3 基于支持向量机回归的预测方法27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 含风电场的电力系统节能发电调度动态建模31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 含有不确定性因素的调度问题建模方法31-35
• 3.2.1 基于模糊理论的建模方法31-32
• 3.2.2 基于机会约束规划的建模方法32-35
• 3.3 兼顾经济、环境和网损的节能发电调度模型35-39
• 3.3.1 调度模型35-37
• 3.3.2 发电成本计算模型37-38
• 3.3.3 排污量计算模型38-39
• 3.3.4 网损计算模型39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 适合节能发电调度模型的MOPSO算法40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 MOPSO算法基本原理40-41
• 4.3 现有改进策略41-48
• 4.3.1 基于下降搜索的MOPSO41-43
• 4.3.2 免疫粒子群算法IAPSO43-45
• 4.3.3 混合粒子群算法45-47
• 4.3.4 惯性因子自适应调整策略47-48
• 4.4 适合节能发电调度模型的MOPSO算法48-52
• 4.4.1 模型转化48-50
• 4.4.2 模型求解50-52
• 4.5 算例分析52-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 基于IDA-800的节能发电调度模型实现55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 IDA-800功能简介55-56
• 5.2.1 节能发电调度55
• 5.2.2 电网故障诊断55-56
• 5.2.3 电网智能报警56
• 5.3 节能发电调度模块56-63
• 5.3.1 核心程序流程56-57
• 5.3.2 数据结构设计57-63
• 5.4 基于JTable组件的WEB交互界面设计63-69
• 5.4.1 JTable组件简介63-64
• 5.4.2 概念设计64-66
• 5.4.3 交互界面效果图66-69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 参考文献72-78
• 附录1 修改后的IEEE30节点系统参数78-79
• 附录2 攻读硕士期间发表的论文79

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