面向風(fēng)電消納的柔性負(fù)荷特征提取及控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-20 19:56
在當(dāng)前智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的背景下,電力負(fù)荷進(jìn)行精確的提取,對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、電力需求側(cè)管理、電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)有很大的意義。本文針對(duì)柔性負(fù)荷中純低谷儲(chǔ)熱負(fù)荷的提取方法做了研究,將KNN、SVM兩種算法引入與K-means聚類相結(jié)合,提高對(duì)柔性負(fù)荷的提取精度;近年來(lái),風(fēng)力發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展,這對(duì)合理利用資源和保護(hù)環(huán)境有積極的意義,但是,隨之而來(lái)的風(fēng)電消納問(wèn)題突出,尤其在我國(guó)的“三北”地區(qū)。在冬季,使用電儲(chǔ)熱技術(shù)是風(fēng)電消納提供了一種重要手段,可以很大的提高風(fēng)電利用率,減少棄風(fēng);另外,電池儲(chǔ)能具有快速調(diào)節(jié)、雙向流動(dòng)、時(shí)移能量的特點(diǎn),對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)“削峰填谷”和減少棄風(fēng)重大作用。本文的主要工作如下:(1)概述了電力系統(tǒng)中負(fù)荷聚類提取的意義以及當(dāng)前我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的現(xiàn)狀,綜述了國(guó)內(nèi)外對(duì)電力負(fù)荷聚類的研究現(xiàn)狀以及利用儲(chǔ)熱、儲(chǔ)能減少棄風(fēng)的研究現(xiàn)狀。(2)研究分析K-means聚類算法,利用K-means算法對(duì)柔性負(fù)荷中的純低谷儲(chǔ)熱負(fù)荷進(jìn)行提取,結(jié)果顯示這種算法需要多次進(jìn)行聚類且精確度較低。提出了將KNN、SVM與K-means相結(jié)合的方法,再次對(duì)純低谷儲(chǔ)熱負(fù)荷進(jìn)行特征提取,通過(guò)與直接利用K-means聚類...
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:59 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
016-2019年風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量與發(fā)電量Fig.1.1Cumulativeinstalledcapacityandpowergenerationofwindpowerfrom2016to2019
沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文21.1.2我國(guó)棄風(fēng)及消納情況我國(guó)自然資源豐富,在三北地區(qū),風(fēng)力資源得天獨(dú)厚,近年來(lái)風(fēng)電發(fā)展迅速,技術(shù)不斷成熟,裝機(jī)容量不斷增加,但隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)了大量的棄風(fēng)問(wèn)題[8]。具體情況如圖1.1-圖1.2所示。圖1.12016-2019年風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量與發(fā)電量Fig.1.1Cumulativeinstalledcapacityandpowergenerationofwindpowerfrom2016to2019圖1.22016-2019年棄風(fēng)電量與棄風(fēng)率Fig.1.2Windabandoningquantityandwindabandoningratefrom2016to2019從圖1.1中可以看出我國(guó)裝機(jī)容量和發(fā)電量逐年增加,2016年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量為14864億千瓦,發(fā)電量為2410億千瓦時(shí),2017年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量為16367億千瓦,發(fā)電量首次突破3000億千瓦時(shí),2018年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量為18426億千瓦,發(fā)電量為3660億千瓦時(shí),2019年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量突破21000億千瓦,發(fā)電量高達(dá)4057億千瓦時(shí)?梢(jiàn),我國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速。圖1.2顯示的是我國(guó)從2016年到2019年4年來(lái)的棄風(fēng)電量及棄風(fēng)率,從圖中可以看出,從2016年開(kāi)始,我國(guó)棄風(fēng)電量逐年下降,主要是由于供需更加平衡,2016年棄
能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來(lái),但這種方式有一定的局限性,需要配合當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)優(yōu)勢(shì)。(5)多能源互補(bǔ):多能源與風(fēng)電進(jìn)行配合使用,如風(fēng)光互補(bǔ)、風(fēng)光儲(chǔ)協(xié)同發(fā)電等,光伏發(fā)電主要在白天,利用太陽(yáng)光照,存在明顯的時(shí)間特性,而風(fēng)力發(fā)電主要在夜間,將光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合,可以很好的解決風(fēng)電的波動(dòng)性,有利于風(fēng)電消納。1.2負(fù)荷分類提取的研究現(xiàn)狀大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),尤其是智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的提出,對(duì)不同負(fù)荷的分類提取顯得尤為重要,對(duì)負(fù)荷特征信息的挖掘需要更加精確、精細(xì)[14]。目前,可以將聚類方法分為六類,如圖1.3所示。圖1.3聚類方法分類Fig.1.3Classificationbyclusteringmethod對(duì)以上六類聚類算法做簡(jiǎn)單介紹:(1)基于劃分方法:這類算法原理簡(jiǎn)單,首先確定樣本分為幾類,然后通過(guò)多次迭代,達(dá)到最終的分類目的。這種算法簡(jiǎn)單高效,時(shí)間和空間復(fù)雜度都較低,但是這種算法對(duì)K值比較敏感,K的取值直接影響分類結(jié)果。(2)基于層次方法:有兩種類型,一種由里到外,一種由外至里,分別是合并層次聚類和分裂層次聚類。兩類聚類方式物理結(jié)構(gòu)不同,聚類結(jié)果也不一樣。兩種聚類方法共同的特點(diǎn)就是聚類速度快,主要是因?yàn)橛?jì)算速度與樣本個(gè)數(shù)無(wú)關(guān),而是與分成幾類有關(guān)。(3)基于密度方法:根據(jù)數(shù)據(jù)密度,連通性等劃分的方式,可以獲取具有高密度特性數(shù)據(jù)。聚類在連通數(shù)據(jù)簇的簇密度方向上具有延伸性。因此,基于密度的算法能夠確定任意形狀的簇。(4)基于網(wǎng)絡(luò)方法:將數(shù)據(jù)空間分為單個(gè)較小的網(wǎng)格單元,將樣本數(shù)據(jù)通過(guò)特定
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的風(fēng)-光-水-氣-火-儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度[J]. 李志偉,趙書(shū)強(qiáng),劉金山. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(08)
[2]基于二次規(guī)劃的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)削峰填谷離線優(yōu)化[J]. 董慧峰,牛文迪,楊旭強(qiáng),郭志敏,周麗. 電氣應(yīng)用. 2019(01)
[3]含抽水蓄能機(jī)組的風(fēng)電消納魯棒機(jī)組組合[J]. 夏沛,鄧長(zhǎng)虹,龍志君,姚維為,張凱,王維洲. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2018(19)
[4]計(jì)及熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度方法[J]. 邵世圻,戴賽,胡林獻(xiàn),丁強(qiáng),謝華寶. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(10)
[5]商業(yè)園區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的有功功率協(xié)調(diào)控制策略[J]. 楊錫運(yùn),董德華,李相俊,馬雪,耿娜,賈學(xué)翠. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(08)
[6]考慮風(fēng)電消納的風(fēng)電-電儲(chǔ)能-蓄熱式電鍋爐聯(lián)合系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化[J]. 王振浩,楊璐,田春光,李國(guó)慶. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(S1)
[7]引入改進(jìn)模糊C均值聚類的負(fù)荷數(shù)據(jù)辨識(shí)及修復(fù)方法[J]. 孔祥玉,胡啟安,董旭柱,曾意,吳爭(zhēng)榮. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(09)
[8]風(fēng)電場(chǎng)與含儲(chǔ)熱的熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度[J]. 戴遠(yuǎn)航,陳磊,閔勇,徐飛,侯凱元,周瑩. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(12)
[9]類簇?cái)?shù)目和初始中心點(diǎn)自確定的K-means算法[J]. 賈瑞玉,李玉功. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(07)
[10]基于“進(jìn)化”主成分分析法的用戶分類及其應(yīng)用[J]. 和敬涵,盧育梓,陸金耀,胡波,楊方,何博. 電力建設(shè). 2017(03)
碩士論文
[1]蓄熱式電鍋爐融合儲(chǔ)能的風(fēng)電消納優(yōu)化控制研究[D]. 莊冠群.東北電力大學(xué) 2018
[2]高壓電制熱儲(chǔ)熱參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻研究[D]. 蔣威.浙江大學(xué) 2018
[3]基于相關(guān)機(jī)會(huì)規(guī)劃的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)度策略研究[D]. 劉大正.華北電力大學(xué) 2015
[4]K-means聚類方法的改進(jìn)及其應(yīng)用[D]. 李薈嬈.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]電力系統(tǒng)負(fù)荷分類研究[D]. 張忠華.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3599427
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:59 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
016-2019年風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量與發(fā)電量Fig.1.1Cumulativeinstalledcapacityandpowergenerationofwindpowerfrom2016to2019
沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文21.1.2我國(guó)棄風(fēng)及消納情況我國(guó)自然資源豐富,在三北地區(qū),風(fēng)力資源得天獨(dú)厚,近年來(lái)風(fēng)電發(fā)展迅速,技術(shù)不斷成熟,裝機(jī)容量不斷增加,但隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)了大量的棄風(fēng)問(wèn)題[8]。具體情況如圖1.1-圖1.2所示。圖1.12016-2019年風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量與發(fā)電量Fig.1.1Cumulativeinstalledcapacityandpowergenerationofwindpowerfrom2016to2019圖1.22016-2019年棄風(fēng)電量與棄風(fēng)率Fig.1.2Windabandoningquantityandwindabandoningratefrom2016to2019從圖1.1中可以看出我國(guó)裝機(jī)容量和發(fā)電量逐年增加,2016年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量為14864億千瓦,發(fā)電量為2410億千瓦時(shí),2017年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量為16367億千瓦,發(fā)電量首次突破3000億千瓦時(shí),2018年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量為18426億千瓦,發(fā)電量為3660億千瓦時(shí),2019年累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)容量突破21000億千瓦,發(fā)電量高達(dá)4057億千瓦時(shí)?梢(jiàn),我國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速。圖1.2顯示的是我國(guó)從2016年到2019年4年來(lái)的棄風(fēng)電量及棄風(fēng)率,從圖中可以看出,從2016年開(kāi)始,我國(guó)棄風(fēng)電量逐年下降,主要是由于供需更加平衡,2016年棄
能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來(lái),但這種方式有一定的局限性,需要配合當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)優(yōu)勢(shì)。(5)多能源互補(bǔ):多能源與風(fēng)電進(jìn)行配合使用,如風(fēng)光互補(bǔ)、風(fēng)光儲(chǔ)協(xié)同發(fā)電等,光伏發(fā)電主要在白天,利用太陽(yáng)光照,存在明顯的時(shí)間特性,而風(fēng)力發(fā)電主要在夜間,將光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合,可以很好的解決風(fēng)電的波動(dòng)性,有利于風(fēng)電消納。1.2負(fù)荷分類提取的研究現(xiàn)狀大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),尤其是智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的提出,對(duì)不同負(fù)荷的分類提取顯得尤為重要,對(duì)負(fù)荷特征信息的挖掘需要更加精確、精細(xì)[14]。目前,可以將聚類方法分為六類,如圖1.3所示。圖1.3聚類方法分類Fig.1.3Classificationbyclusteringmethod對(duì)以上六類聚類算法做簡(jiǎn)單介紹:(1)基于劃分方法:這類算法原理簡(jiǎn)單,首先確定樣本分為幾類,然后通過(guò)多次迭代,達(dá)到最終的分類目的。這種算法簡(jiǎn)單高效,時(shí)間和空間復(fù)雜度都較低,但是這種算法對(duì)K值比較敏感,K的取值直接影響分類結(jié)果。(2)基于層次方法:有兩種類型,一種由里到外,一種由外至里,分別是合并層次聚類和分裂層次聚類。兩類聚類方式物理結(jié)構(gòu)不同,聚類結(jié)果也不一樣。兩種聚類方法共同的特點(diǎn)就是聚類速度快,主要是因?yàn)橛?jì)算速度與樣本個(gè)數(shù)無(wú)關(guān),而是與分成幾類有關(guān)。(3)基于密度方法:根據(jù)數(shù)據(jù)密度,連通性等劃分的方式,可以獲取具有高密度特性數(shù)據(jù)。聚類在連通數(shù)據(jù)簇的簇密度方向上具有延伸性。因此,基于密度的算法能夠確定任意形狀的簇。(4)基于網(wǎng)絡(luò)方法:將數(shù)據(jù)空間分為單個(gè)較小的網(wǎng)格單元,將樣本數(shù)據(jù)通過(guò)特定
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于機(jī)會(huì)約束目標(biāo)規(guī)劃的風(fēng)-光-水-氣-火-儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度[J]. 李志偉,趙書(shū)強(qiáng),劉金山. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(08)
[2]基于二次規(guī)劃的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)削峰填谷離線優(yōu)化[J]. 董慧峰,牛文迪,楊旭強(qiáng),郭志敏,周麗. 電氣應(yīng)用. 2019(01)
[3]含抽水蓄能機(jī)組的風(fēng)電消納魯棒機(jī)組組合[J]. 夏沛,鄧長(zhǎng)虹,龍志君,姚維為,張凱,王維洲. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2018(19)
[4]計(jì)及熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度方法[J]. 邵世圻,戴賽,胡林獻(xiàn),丁強(qiáng),謝華寶. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(10)
[5]商業(yè)園區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的有功功率協(xié)調(diào)控制策略[J]. 楊錫運(yùn),董德華,李相俊,馬雪,耿娜,賈學(xué)翠. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(08)
[6]考慮風(fēng)電消納的風(fēng)電-電儲(chǔ)能-蓄熱式電鍋爐聯(lián)合系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化[J]. 王振浩,楊璐,田春光,李國(guó)慶. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(S1)
[7]引入改進(jìn)模糊C均值聚類的負(fù)荷數(shù)據(jù)辨識(shí)及修復(fù)方法[J]. 孔祥玉,胡啟安,董旭柱,曾意,吳爭(zhēng)榮. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(09)
[8]風(fēng)電場(chǎng)與含儲(chǔ)熱的熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)合運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度[J]. 戴遠(yuǎn)航,陳磊,閔勇,徐飛,侯凱元,周瑩. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(12)
[9]類簇?cái)?shù)目和初始中心點(diǎn)自確定的K-means算法[J]. 賈瑞玉,李玉功. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(07)
[10]基于“進(jìn)化”主成分分析法的用戶分類及其應(yīng)用[J]. 和敬涵,盧育梓,陸金耀,胡波,楊方,何博. 電力建設(shè). 2017(03)
碩士論文
[1]蓄熱式電鍋爐融合儲(chǔ)能的風(fēng)電消納優(yōu)化控制研究[D]. 莊冠群.東北電力大學(xué) 2018
[2]高壓電制熱儲(chǔ)熱參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻研究[D]. 蔣威.浙江大學(xué) 2018
[3]基于相關(guān)機(jī)會(huì)規(guī)劃的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)度策略研究[D]. 劉大正.華北電力大學(xué) 2015
[4]K-means聚類方法的改進(jìn)及其應(yīng)用[D]. 李薈嬈.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]電力系統(tǒng)負(fù)荷分類研究[D]. 張忠華.天津大學(xué) 2007
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