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含风电场电力系统安全经济调度的条件风险方法研究

作　者: 姚龙华
导　师: 周任军
学　校: 长沙理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统 机会约束 条件风险 安全经济调度 电网安全条件风险值
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 75次
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内容摘要


安全、经济运行是电力系统优化调度追求的目标。为了保证系统安全、可靠运行,协调考虑系统的经济性和安全性显得尤为重要；随着新能源发电的并网以及建设智能电网的需要,综合考虑多种随机因素的经济调度对调度研究具有重大意义。在比较和分析传统经济调度和安全经济调度的含义及其常用模型的基础上,考虑现代电网中随机性因素的不断增加,特别是大规模风电机组接入系统后,由于风速的随机性,导致风电出力随机。因此有必要引入研究处理随机性问题的数学方法；现有随机性方法主要有机会约束方法和CVaR优化方法。针对含风电场电力系统的安全经济调度方法大多存在维数灾问题的困难,本文利用CVaR优化方法,针对风电等新能源发电和负荷的不确定性,提出了条件风险方法的电力系统安全调度模型和算法。构建了以条件风险为约束的安全调度静态优化新模型,以条件风险约束取代了一般调度模型中的安全约束；为了量化和限制电力系统运行风险,设计了电网安全条件风险值作为条件风险计量指标；由于条件风险函数中概率密度函数解析表达困难,因此将条件风险函数变换和离散化,采用蒙特卡罗模拟和解析法相结合,使得计算求解简便快捷。以IEEE30节点系统为算例,进行含新能源的随机性发电调度仿真计算,直观地表达安全条件风险值和经济性之间的关系,所提随机优化方法是电力系统安全调度的新颖、实用、有效的方法,方法将可以进一步推广应用于电力系统相关的随机性优化问题。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 引言  9-16
  1.1 研究背景  9-10
    1.1.1 风电产业的特点  9-10
    1.1.2 国内风电产业的发展  10
  1.2 研究的意义  10-13
    1.2.1 经济调度与安全经济调度  11-12
    1.2.2 含风电场的经济调度  12-13
  1.3 国内外研究现状  13
  1.4 研究的主要思路和工作  13-16
    1.4.1 主要思路  13-14
    1.4.2 主要工作  14-16
第二章 风力发电原理及其常用经济调度模型  16-27
  2.1 风速及其物理特性  16-18
    2.1.1 常用风能指标  16-17
    2.1.2 常用风速模型  17-18
  2.2 风力发电基本原理  18-20
    2.2.1 风力发电原理及其构成  18-19
    2.2.2 风力发电机的功率曲线  19-20
  2.3 经济调度与安全经济调度  20-24
    2.3.1 经济调度常用模型  21-23
    2.3.2 安全经济调度常用模型  23-24
  2.4 基于机会约束规划的含风电经济调度模型  24-25
  2.5 常用经济调度模型的不足  25-26
  2.6 小结  26-27
第三章 风电随机性问题的研究方法  27-35
  3.1 机会约束方法  27-29
  3.2 VAR优化方法  29-30
  3.3 CVAR优化方法  30-34
    3.3.1 CVaR  30-31
    3.3.2 VaR与CVaR的比较  31-32
    3.3.3 CVaR的性质和计算方法  32-34
  3.4 小结  34-35
第四章 条件风险约束的电力系统安全经济调度  35-43
  4.1 安全域及CVAR描述  35-36
    4.1.1 安全域及其转化  35
    4.1.2 安全域的CVaR描述  35-36
  4.2 电网安全裕度  36-38
    4.2.1 线路安全裕度  36
    4.2.2 电网安全裕度  36-37
    4.2.3 满足电网安全的风电出力概率  37
    4.2.4 电网安全条件风险值  37-38
  4.3 条件风险约束的调度模型  38-39
  4.4 条件风险调度模型计算方法  39-42
    4.4.1 常用求解经济调度算法比较  39
    4.4.2 条件风险调度模型计算步骤  39-40
    4.4.3 模型的变量分析  40-41
    4.4.4 随机变量预测偏差的处理  41
    4.4.5 Monte-Carlo模拟  41-42
  4.5 小结  42-43
第五章 含风电场的安全经济调度算例及分析  43-50
  5.1 仿真系统  43-44
  5.2 算例分析  44-49
    5.2.1 6节点算例分析  44-46
    5.2.2 30节点算例分析  46-49
  5.3 小结  49-50
结论与展望  50-51
参考文献  51-54
致谢  54-55
附录A 攻读学位期间发表的论文目录  55-56
附录B 攻读硕士学位期间参加的相关课题  56

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的调度、管理、通信
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