基于機會約束規(guī)劃的電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度和無功優(yōu)化研究.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境問題的日益突出，風能與太陽能等可再生能源發(fā)電以其低碳、清潔、綠色的優(yōu)點而受到國家和社會的廣泛關注，因此大規(guī)模的并入電網(wǎng)并逐步替代常規(guī)能源。然而，受自然氣象條件等各方面影響，可再生能源發(fā)電出力具有明顯的間歇性、波動性以及低可調(diào)度性，增加了電網(wǎng)運行中的不確定因素，同時影響電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行，使得電力系統(tǒng)有功調(diào)度和無功優(yōu)化面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。因此，在對不確定因素進行建?；A上，電力系統(tǒng)制定合理有效的調(diào)控策略和優(yōu)化控制方法

2、保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行，具有重要的理論意義和工程實踐價值。
　　在上述背景下，基于機會約束規(guī)劃相關理論，本文從整個電力系統(tǒng)全局協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌優(yōu)化的角度出發(fā)研究電力系統(tǒng)的有功和無功安全經(jīng)濟運行，將焦點集中在動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度和無功優(yōu)化理論及方法的研究上，主要工作和創(chuàng)新成果如下:
　　(1)對于可再生能源發(fā)電帶給電力系統(tǒng)的節(jié)能減排效益及其出力的不確定性，提出了考慮節(jié)能減排的多目標模糊機會約束動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型。分析預測誤差在不同功率預測值區(qū)間

3、的模糊特性并擬合出分布參數(shù)，進而獲得可再生能源發(fā)電出力和負荷的隸屬度函數(shù)。然后基于模糊集理論對不同系統(tǒng)約束形成不同測度的模糊機會約束，從而建立考慮運行費用、SO2排放量和CO2排放量的多目標模糊機會約束動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型。采用清晰等價類將機會約束清晰化以減少模糊模擬處理機會約束帶來的巨大計算量。通過定義目標隸屬度函數(shù)和凸模糊決策將多目標問題轉化為單目標優(yōu)化而獲得原多目標問題的帕累托最優(yōu)解。為提高模型求解時的精度和收斂速度對引入動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度

4、的螢火蟲算法進行改進。仿真算例驗證了模型和算法的有效性。
　　(2)為了應對電力系統(tǒng)的多重不確定性，建立了同步優(yōu)化發(fā)電機出力和旋轉備用容量的機會約束動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型。電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行受可再生能源發(fā)電出力、負荷和機組強迫停運等多重不確定因素的影響和制約，因此動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度中需要考慮旋轉備用容量的決策。以此為背景，本文在采用模糊變量表示可再生能源發(fā)電出力與負荷以及離散隨機變量表示火電機組強迫停運率的基礎上，利用模糊和隨機的機會約束

5、，建立協(xié)調(diào)優(yōu)化發(fā)電機出力和旋轉備用容量的機會約束動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型，并利用改進清晰等價類處理機會約束。該模型充分分析并考慮不同機組提供旋轉備用的成本差異以及旋轉備用產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，以旋轉備用成本和經(jīng)濟效益差值加入到動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度的目標函數(shù)中，在保證旋轉備用決策模型的基礎上實現(xiàn)系統(tǒng)整體經(jīng)濟效益的最大化。通過含可再生能源發(fā)電的IEEE10機39節(jié)點測試系統(tǒng)分析驗證所提模型的可行性。
　　(3)針對可再生能源發(fā)電出力和負荷的不確定性對無功優(yōu)

6、化的影響，建立了含多模糊參數(shù)的多目標模糊機會約束無功優(yōu)化模型。將不確定因素采用梯形模糊參數(shù)描述，并結合可信性相關理論和模糊機會約束規(guī)劃對傳統(tǒng)確定性無功優(yōu)化模型進行改進，獲得多目標模糊機會約束無功優(yōu)化模型。為求解該模型，提出基于增量法的可信性模糊潮流以求解目標函數(shù)和約束條件中的可信度，同時利用交互滿意度獲得多目標優(yōu)化問題的帕累托最優(yōu)解。引入蝙蝠算法對模型進行求解。算例結果表明，所建多目標模糊機會約束無功優(yōu)化模型和求解算法能夠全面反映電力系

7、統(tǒng)不確定性對無功優(yōu)化的影響。
　　(4)研究分布式可再生能源發(fā)電的特性，提出了考慮其無功調(diào)節(jié)能力和出力不確定性的配電網(wǎng)無功優(yōu)化模糊機會約束模型。通過分析逆變器穩(wěn)態(tài)運行特性得到光伏電站與雙饋風電機組的無功調(diào)節(jié)能力，并將其作為配電網(wǎng)無功優(yōu)化的優(yōu)化控制變量，以有功網(wǎng)絡損耗與電壓偏移為優(yōu)化目標，建立配電網(wǎng)的多目標模糊機會約束無功優(yōu)化模型。目標函數(shù)和約束條件中的可信度由基于增量法的配電網(wǎng)可信性模糊潮流求解。使用混沌優(yōu)化策略改進傳統(tǒng)蝙蝠算法以