計(jì)及網(wǎng)絡(luò)安全約束和風(fēng)力發(fā)電的機(jī)組組合問題的研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力企業(yè)改革的實(shí)施，保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行則顯得越來越重要，電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度決策也越來越復(fù)雜。最優(yōu)潮流和機(jī)組組合問題是電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的核心的問題。本文以最優(yōu)潮流和機(jī)組組合問題為線索，開展了細(xì)致而深入的研究工作。本文的主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　 (1)研究基于不同潮流模型的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計(jì)算?；诮涣鞒绷鞯淖顑?yōu)潮流屬于精確的最優(yōu)潮流計(jì)算，計(jì)算量大，算法迭代次數(shù)多；基于直流潮流的最優(yōu)潮

2、流，計(jì)算速度快，但結(jié)果精度差，且線路的有功損耗無法考慮。因此，在最優(yōu)潮流計(jì)算中引入二階及考慮電壓幅值的二階網(wǎng)絡(luò)模型?；诙A及考慮電壓幅值的二階網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)潮流不僅能準(zhǔn)確地模擬線路的有功損耗，且基于二階網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)潮流可轉(zhuǎn)化成凸規(guī)劃，保證快速地收斂至全局最優(yōu)解。數(shù)值仿真結(jié)果在計(jì)算時(shí)間和收斂特性兩方面顯示了二階及考慮電壓二階網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)越性。
　　 (2)研究常規(guī)的機(jī)組組合問題及其求解方法。機(jī)組組合問題是大規(guī)模的非凸、非線性的

3、混合整數(shù)規(guī)劃問題，很難求得其最優(yōu)解。本文在常規(guī)機(jī)組組合問題的基礎(chǔ)上，引入二階網(wǎng)絡(luò)模型模擬線路損耗，將混合整數(shù)非凸的機(jī)組組合問題轉(zhuǎn)化成混合整數(shù)的凸規(guī)劃，且考慮了爬坡約束及其對(duì)旋轉(zhuǎn)備用的影響。基于混合整數(shù)凸規(guī)劃的機(jī)組組合問題采用分支定界結(jié)合原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解。在分支定界過程中，最優(yōu)優(yōu)先搜索和深度優(yōu)先搜索相結(jié)合作為分支定界法的搜索策略。為達(dá)到在較短的時(shí)間里求得大規(guī)模機(jī)組組合問題的一個(gè)快速、近似最優(yōu)可行解的目的，引入啟發(fā)式、調(diào)度周期的分割及改良

4、的分支定界法的加速策略。在仿真計(jì)算中，通過與其它優(yōu)化算法結(jié)果的比較，顯示了模型的合理性和算法的有效性，適合大規(guī)模的機(jī)組組合問題的求解。
　　 (3)研究考慮網(wǎng)絡(luò)安全約束的機(jī)組組合(Security-ConstrainedUnit Commitment，SCUC)問題。電能是通過線路傳輸?shù)?，然而常?guī)UC問題求得的機(jī)組啟停策略如果計(jì)及網(wǎng)絡(luò)安全約束時(shí)往往是不可行的。為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，有必要在機(jī)組組合問題中考慮網(wǎng)絡(luò)安全約束。由于大量

5、的安全約束的引入，增加了機(jī)組組合問題的規(guī)模和計(jì)算復(fù)雜度。本文提出以分支定界-內(nèi)點(diǎn)法求解基于二階或考慮壓幅值的二階網(wǎng)絡(luò)模型的SCUC問題。SCUC的求解被分割成兩個(gè)階段：在第一階段，為避免巨大的計(jì)算量，SCUC問題按時(shí)段被解耦成單個(gè)小時(shí)的SCUC問題，其中基于二階網(wǎng)絡(luò)模型的單個(gè)小時(shí)的SCUC問題轉(zhuǎn)化成混合整數(shù)凸規(guī)劃。單個(gè)小時(shí)的SCUC問題采用分支定界結(jié)合內(nèi)點(diǎn)法進(jìn)行求解。第一階段稱為基于單個(gè)小時(shí)的SCUC的子問題。在第二個(gè)階段，采用第一階段

6、得出的機(jī)組啟停策略按照交流潮流來修正各個(gè)時(shí)段各個(gè)機(jī)組的有功出力。第二階段稱為基于經(jīng)濟(jì)調(diào)度的子問題。通過IEEE118節(jié)點(diǎn)36機(jī)、IEEE118節(jié)點(diǎn)54機(jī)及IEEE678節(jié)點(diǎn)170機(jī)3個(gè)測試系統(tǒng)在調(diào)度周期為24小時(shí)的仿真計(jì)算，顯示了算法有效性。
　　 (4)研究考慮風(fēng)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的機(jī)組組合問題。風(fēng)電出力的隨機(jī)性是通過一些可能出現(xiàn)的場景模擬的。場景的生成是通過拉丁超立方采樣結(jié)合Cholesky分解法得到，并采用基于概率距離的場景消除

7、技術(shù)，減少場景的數(shù)目，降低計(jì)算量。為讓系統(tǒng)更加靈活、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，在含風(fēng)電的機(jī)組組合問題中引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，并建立相應(yīng)的的確定性和隨機(jī)性模型，采用分支定界結(jié)合內(nèi)點(diǎn)法進(jìn)行求解。仿真結(jié)果表明，風(fēng)電出力的波動(dòng)性會(huì)對(duì)機(jī)組組合問題產(chǎn)生很大的影響，波動(dòng)性越大，運(yùn)行費(fèi)用則越高，甚至導(dǎo)致機(jī)組組合問題無可行解。提高機(jī)組的爬坡能力和引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，不僅降低運(yùn)行費(fèi)用，并可降低風(fēng)電出力波動(dòng)性對(duì)系統(tǒng)安全的影響。
　　 (5)探索以TRUST-TECH技術(shù)求解優(yōu)化