本文關(guān)鍵詞：海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化研究

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【摘要】：海上油田群電網(wǎng)是指利用海纜將空間上相近的油氣平臺連接所組成的小型獨立微網(wǎng),較之傳統(tǒng)各平臺單獨供電的方式,海上油田群電網(wǎng)可保證油氣田開采設(shè)備的供電可靠性和經(jīng)濟性,因此已逐漸成為海上油氣平臺供電方式的發(fā)展方向。近年來,隨著風(fēng)電和儲能技術(shù)的不斷進步,中國海洋石油總公司計劃在海上油田群電網(wǎng)中引入適量的風(fēng)電及儲能系統(tǒng),以降低電網(wǎng)燃氣輪機組發(fā)電耗氣量并減少石油生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體的排放。但由于海上油田群電網(wǎng)運行條件較為惡劣,缺乏大電網(wǎng)的調(diào)度運行經(jīng)驗,在原有電網(wǎng)基礎(chǔ)上引入風(fēng)電及儲能系統(tǒng)后,海上油田群電網(wǎng)的控制變量進一步增多,也加大了電網(wǎng)的調(diào)度控制難度。針對上述問題,本文提出了海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化體系,通過控制資源、時間和控制目標等三個維度的協(xié)調(diào),將含隨機變量的復(fù)雜調(diào)度問題轉(zhuǎn)化為規(guī)模較小的可求解的優(yōu)化問題,并給出了相應(yīng)的算法。在控制資源維度上,本文主要考慮風(fēng)電、儲能及火電三種控制資源,并分別建立了考慮風(fēng)電投切控制的機組組合模型與考慮風(fēng)電及儲能的機組組合模型,前者主要針對小負荷海上油田群電網(wǎng)海纜過載能力弱、接入風(fēng)機數(shù)較少的情況,將風(fēng)機等效為投切狀態(tài)可控的隨機電源,利用L型分解法對模型進行求解,實現(xiàn)風(fēng)電與燃氣輪機組之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化；后者則基于大負荷海上油田群電網(wǎng),在機組組合模型中引入大容量風(fēng)電及儲能系統(tǒng),采用Benders分解法求出風(fēng)-儲-火多電源協(xié)調(diào)的機組啟停計劃,實現(xiàn)海上油田群電網(wǎng)功率在控制資源維度上的協(xié)調(diào)優(yōu)化。在時間維度上,本文將控制時間尺度分為日前與實時,根據(jù)風(fēng)電及負荷的預(yù)測精度隨預(yù)測時間的縮短而提高這一特點,建立實時最優(yōu)潮流模型,在日前機組啟停計劃已知的基礎(chǔ)上,根據(jù)風(fēng)電及負荷實時預(yù)測數(shù)值,對各電源出力進行實時調(diào)整,實現(xiàn)日前啟停計劃與實時調(diào)度的協(xié)調(diào)優(yōu)化。在控制目標維度上,本文根據(jù)電網(wǎng)實際需要把控制目標分為經(jīng)濟與安全兩部分,并提出對應(yīng)的有功及無功衡量指標,將有功／無功指標加入到最優(yōu)潮流目標函數(shù)中,并利用內(nèi)點法與快速分支定界法相結(jié)合的算法對模型進行求解,實現(xiàn)了有功與無功的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：海上油田群電網(wǎng) 功率協(xié)調(diào)優(yōu)化 機組組合 最優(yōu)潮流
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE54
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 論文的研究背景及意義10-12
• 1.1.1 海上油田群電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化的意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究成果綜述12-15
• 1.2.1 機組組合研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 最優(yōu)潮流研究現(xiàn)狀15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化17-24
• 2.1 復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化理論簡介17
• 2.2 海上油田群電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)優(yōu)化體系17-20
• 2.3 控制資源維度—海上油田群電網(wǎng)多電源機組啟停計劃的協(xié)調(diào)優(yōu)化20
• 2.4 時間維度—日前機組啟停計劃與實時功率調(diào)度的協(xié)調(diào)優(yōu)化20-22
• 2.5 控制目標維度—海上油田群電網(wǎng)有功/無功協(xié)調(diào)優(yōu)化22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 考慮風(fēng)電投切控制的機組組合問題24-39
• 3.1 接入狀態(tài)可控的風(fēng)電模型24-25
• 3.2 考慮風(fēng)電投切控制的機組組合模型25-27
• 3.2.1 場景分析法25
• 3.2.2 目標函數(shù)25-26
• 3.2.3 約束條件26-27
• 3.3 模型求解27-32
• 3.3.1 L型算法27-30
• 3.3.2 基于L型算法的模型求解步驟30-32
• 3.4 算例分析32-38
• 3.4.1 海上油田群電網(wǎng)數(shù)據(jù)32-35
• 3.4.2 結(jié)果分析35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 考慮儲能及風(fēng)電的機組組合問題39-52
• 4.1 考慮儲能及風(fēng)電的機組組合模型及其求解39-43
• 4.1.1 數(shù)學(xué)模型39-42
• 4.1.2 模型求解42-43
• 4.2 算例分析43-50
• 4.2.1 6節(jié)點系統(tǒng)43-45
• 4.2.2 大負荷海上油田群電網(wǎng)系統(tǒng)45-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 第5章 實時最優(yōu)潮流模型52-65
• 5.1 目標函數(shù)52-53
• 5.2 約束條件53-54
• 5.3 模型求解54-55
• 5.4 算例結(jié)果及分析55-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第6章 結(jié)論與展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果70-71
• 致謝71

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本文編號：762871