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考虑风电场并网的电力系统短期多目标经济调度

作　者: 解骞
导　师: 王晓兰
学　校: 兰州理工大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 风力发电多目标优化短期经济调度风电总费用风电调整量风电场潮流 VEGA
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

风能作为一种无污染、无煤耗的清洁能源，受到世界各国的广泛关注，尤其在人们对电力需求与日俱增的今天。风力发电也被看成可再生能源发电中最具发展前景的一种发电形式。但是，当风电场并网运行时，风电的随机性和间歇性会对电网经济性、安全性和稳定性造成严重的影响。本文将并网运行的风电场考虑到电力系统短期多目标经济调度中，以提高电力系统的经济性和安全性，同时降低常规机组的总耗量和污染排放量。首先，针对风电场的运行特性建立风电场总费用函数，模型中考虑了风电场计划发电功率和有效风功率不等时对系统经济性的影响，以提高风电资源的利用率。其次，针对风电场相邻时刻的波动性，建立风电场输出功率调整量函数，使风电场尽可能平滑的向电网输电。再者，为减小对风电场调度计划制定时可能产生的误差，对风电场计划出力加以修正。另外，由于电力系统短期经济调度中系统网损是动态变化的，对考虑风电场的电力系统潮流进行计算，并将系统总网损作为一目标函数以降低电网功率损耗。本文使用向量评价遗传算法（VEGA）对多目标问题进行求解，并在计算过程中将优势个体保留并替代劣势个体，保证当前世代种群的最优性。最后，在风电功率预测的基础上采用MATLAB7.10平台编程，对四种不同情况进行算例分析，证明了本文模型和算法的可行性和有效性。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第一章绪论  12-20
  1.1 课题研究背景  12-17
    1.1.1 能源与环境问题  12
    1.1.2 风力发电发展概况  12-17
  1.2 课题研究意义  17-18
    1.2.1 风电场并网的特点  17
    1.2.2 电力系统经济调度的意义  17-18
  1.3 课题研究现状  18-19
  1.4 本文主要研究内容及章节安排  19-20
第二章风电并网对电力系统的影响及其相关特性  20-29
  2.1 风力发电的优越性  20-21
  2.2 风力发电的局限性  21-23
    2.2.1 风电并网对电网电压的影响  21
    2.2.2 风电并网对电力系统暂态性的影响  21-22
    2.2.3 风电的随机性对调度运行的影响  22
    2.2.4 风电对电网负荷的影响  22-23
  2.3 风速分布与风电机组输出功率  23-25
    2.3.1 风力发电机的类型  23
    2.3.2 风速分布  23-24
    2.3.3 风电机组输出功率  24-25
  2.4 风电功率预测  25-26
  2.5 风电储能技术与电力系统经济调度  26-28
  2.6 本章小节  28-29
第三章考虑风电场的短期多目标经济调度问题建模  29-42
  3.1 电力系统调度中风电场的出力特性  29-30
    3.1.1 风电场发电量超出负荷需求的情况  29-30
    3.1.2 风电场发电量不满足负荷需求的情况  30
  3.2 常见的经济调度模型  30-33
    3.2.1 目标函数  30-32
    3.2.2 约束条件  32-33
  3.3 考虑风电场并网的电力系统短期多目标经济调度数学模型  33-39
    3.3.1 常规发电机组运行耗量模型  33-34
    3.3.2 常规发电机组污染排放量模型  34
    3.3.3 风电场总费用模型  34-36
    3.3.4 风电场功率调整量模型  36
    3.3.5 风电场计划出力误差  36-37
    3.3.6 系统总网损模型  37
    3.3.7 约束条件  37-39
  3.4 考虑风电场的电力系统潮流计算  39-41
    3.4.1 系统网损与电力系统潮流计算  39-40
    3.4.2 潮流计算中风电场节点的处理与计算流程  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章电力系统短期多目标经济调度算法  42-49
  4.1 遗传算法概述  42-43
  4.2 遗传算法的实现  43-47
    4.2.1 编码  43-44
    4.2.2 适应度函数  44
    4.2.3 选择  44-45
    4.2.4 交叉/重组  45
    4.2.5 变异  45-46
    4.2.6 重插入  46
    4.2.7 算法流程  46-47
  4.3 向量评价遗传算法(VEGA)  47-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章算例分析  49-64
  5.1 不考虑风电场的电力系统短期经济调度(情况 1)  49-52
  5.2 考虑风电场的电力系统短期经济调度  52-57
    5.2.1 未修正风电场计划出力(情况 2)  52-55
    5.2.2 修正风电场计划出力(情况 3)  55-57
  5.3 考虑风电场潮流的电力系统短期经济调度(情况 4)  57-63
  5.4 本章小结  63-64
总结与展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  70

考虑风电场并网的电力系统短期多目标经济调度

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