含间歇式电源的多时间尺度备用调度研究

论文摘要

近年来随着世界经济的快速发展,人类对于煤、石油、天然气等常规化石能源的消耗也日益增加,同时伴随着污染物排放严重、全球变暖等一系列问题的相继出现,世界各国都普遍意识到新能源的发展已变得至关重要。伴随着大规模的风电、光伏发电等间歇式电源的入网,由此所带来的间歇随机性扰动对电网安全、稳定运行带来了巨大的挑战。本文针对间歇式电源在电网运行中所引起的间歇随机性扰动进行态势分析,考虑风力发电在电网运行中“反调峰特性”,引入系统的净负荷的概念,深入地分析了系统净负荷对系统频率的影响,同时研究间歇式电源对区域控制误差波动和调峰产生的影响。为了应对不同频度和幅度的间歇随机性扰动,给出多时间尺度的划分,在此基础上,建立多级的备用协调优化模式和逐级调控策略,即针对周期短的频率间歇随机性的扰动,提出基于机组群体分担原则的一次备用调节方法;针对周期较短的频率和区域控制误差(ACE)随机的扰动,提出二次备用发电时间级优化策略;针对周期较长的系统净负荷随机的波动,在考虑一次、二次备用的前提下,提出基于节能减排的三次备用在线调度协调策略。为了实现在线调度和实时监控,本着各级备用调度之间相互协调的原则,对多时间尺度备用在线调度决策系统进行设计。在数据源、数据库服务器、三级备用在线调度程序、人机界面的系统总体框架中,设计各种扰动特性分析,各级备用优化配置,决策结果分析等系统主要功能,并对系统关键技术的算法进行设计。最后通过某地区电网的实际数据对所设计系统进行了实例仿真,仿真结果验证了系统的实用性和有效性。本文工作内容得到国家自然科学基金项目(编号:51077027)的资助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外的研究现状及分析
• 1.2.1 间歇式电源入网的研究现状
• 1.2.2 备用调度协调优化的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 间歇式电源在电网运行中态势分析
• 2.1 引言
• 2.2 系统净负荷对系统频率影响分析
• 2.3 间歇式电源对于区域控制误差波动分析
• 2.4 间歇式电源对电网调峰的影响分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 多级备用调度协调优化建模
• 3.1 引言
• 3.2 多时间尺度的调控级划分
• 3.3 一次备用调度模式
• 3.4 二次备用调度模式
• 3.4.1 二次调节量的计算
• 3.4.2 各调控级机组发电功率的表达式
• 3.4.3 二次备用优化配置
• 3.5 三级备用调度协调优化模式
• 3.6 节能减排综合费用计算
• 3.7 本章小结
• 第4章 多级备用在线调度决策系统设计
• 4.1 引言
• 4.2 系统的总体框架
• 4.3 系统功能机构设计
• 4.4 系统关键技术算法设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统实施和算例分析
• 5.1 引言
• 5.2 各类发电机组参数
• 5.3 间歇随机性扰动分析
• 5.4 各级备用量计算
• 5.5 三级备用协调优化决策分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢