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響應(yīng)調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究及應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2016-08-15 10:08

  本文關(guān)鍵詞:響應(yīng)調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究及應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《大連理工大學(xué)》 2015年

響應(yīng)調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究及應(yīng)用

程雄  

【摘要】:我國(guó)電網(wǎng)普遍面臨巨大的調(diào)峰壓力,特別在火電占絕對(duì)支配地位的華東和東北地區(qū),調(diào)峰問(wèn)題更加突出。水電機(jī)組因具有啟停迅速、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、跟蹤負(fù)荷強(qiáng)、近似零污染等優(yōu)點(diǎn),一直是電網(wǎng)最優(yōu)質(zhì)的調(diào)峰電源,因此,開展響應(yīng)調(diào)峰需求的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法研究對(duì)保障我國(guó)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的理論指導(dǎo)意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文分別從流域側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及交直流互聯(lián)大電網(wǎng)三個(gè)不同角度詳細(xì)闡述了水電系統(tǒng)長(zhǎng)短期調(diào)峰存在的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)難題,以運(yùn)籌學(xué)的最優(yōu)理論為支撐,以調(diào)峰問(wèn)題非常突出的東北電網(wǎng)和華東電網(wǎng)實(shí)際工程項(xiàng)目為研究背景,開展了響應(yīng)調(diào)峰需求的跨流域引水梯級(jí)水電站群、含混合式抽水蓄能電站的梯級(jí)水電站群、區(qū)域電網(wǎng)直調(diào)抽水蓄能電站群和大規(guī)?鐓^(qū)特高壓直流水電優(yōu)化調(diào)度方法研究,取得了一些有理論意義和實(shí)用價(jià)值的成果,主要內(nèi)容概括如下: (1)針對(duì)跨流域引水梯級(jí)水電站群長(zhǎng)期調(diào)度水力聯(lián)系復(fù)雜且難以考慮調(diào)峰的問(wèn)題,提出了以調(diào)峰效益最大為目標(biāo)的長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度模型及混合搜索算法。利用典型日負(fù)荷曲線模擬出調(diào)峰利用小時(shí)數(shù)為橫坐標(biāo)的電價(jià)曲線,再以調(diào)峰電價(jià)為參數(shù)構(gòu)建長(zhǎng)期調(diào)峰效益最大模型,耦合逐步優(yōu)化算法、逐次逼近算法和狀態(tài)逐密離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)模型進(jìn)行求解。東北電網(wǎng)松江河梯級(jí)水電站群實(shí)例應(yīng)用結(jié)果表明,所提長(zhǎng)期調(diào)峰效益最大模型能夠充分發(fā)揮跨流域引水水庫(kù)的調(diào)節(jié)與補(bǔ)償作用,顯著提高已有梯級(jí)水電站群枯期電量,更加適用于火電占絕對(duì)支配地位電網(wǎng)的枯期調(diào)峰需求。 (2)為有效求解含有混合式抽水蓄能電站的梯級(jí)水電站群長(zhǎng)期調(diào)度規(guī)則問(wèn)題,結(jié)合調(diào)峰電價(jià)曲線和填谷電價(jià)曲線,提出了以調(diào)峰效益最大為目標(biāo)、以保證出力為約束的長(zhǎng)期調(diào)峰調(diào)度規(guī)則優(yōu)化模型。該模型以抽水蓄能電站水-能轉(zhuǎn)換和調(diào)峰效益模擬為基礎(chǔ),根據(jù)各月歷史徑流相關(guān)性強(qiáng)弱分別采用隨機(jī)一階相關(guān)動(dòng)態(tài)規(guī)劃和隨機(jī)獨(dú)立動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法求解。東北電網(wǎng)第二松花江梯級(jí)水電站群實(shí)例應(yīng)用結(jié)果表明,所提模型方法能夠考慮徑流隨機(jī)性和時(shí)段相關(guān)性,同時(shí)還能體現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)水電站保證出力和調(diào)峰效益的雙重要求,可以有效發(fā)揮混合式抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的枯期調(diào)峰潛力。 (3)針對(duì)區(qū)域電網(wǎng)直調(diào)抽水蓄能電站群難以同時(shí)響應(yīng)多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)調(diào)峰填谷需求的問(wèn)題,提出以多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)剩余負(fù)荷方差最小為目標(biāo)的短期多電網(wǎng)調(diào)峰方法。該方法分三步進(jìn)行,首先利用歸一化方法將多個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷合并成一條總負(fù)荷;其次以這條總負(fù)荷曲線的最高、最低點(diǎn)作為啟發(fā)信息確定電站最優(yōu)發(fā)電、抽水時(shí)間及大;最后采用出力切分和組合優(yōu)化方法將電站出力合理分配到多個(gè)電網(wǎng),目標(biāo)函數(shù)為多個(gè)電網(wǎng)剩余負(fù)荷方差最小。華東電網(wǎng)直調(diào)抽水蓄能電站群典型日調(diào)度結(jié)果表明,所提模型方法能夠高效地搜索出滿足電力和水力約束的電站出力過(guò)程,同時(shí)還能將電站出力過(guò)程合理地分配到各電網(wǎng),滿足各電網(wǎng)調(diào)峰填谷負(fù)荷需求。 (4)針對(duì)我國(guó)大規(guī)模特高壓直流水電跨區(qū)跨省輸送難題,提出能切實(shí)反映實(shí)際工程需求的大規(guī)模特高壓直流水電受端電網(wǎng)多電源短期協(xié)調(diào)調(diào)峰方法。該方法采用大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理,將原問(wèn)題根據(jù)電源種類分解成多個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行求解,其中針對(duì)直流水電提出了兩種不同輸送控制方式:控制電力和控制電量。前者不改變現(xiàn)有的直流水電送電過(guò)程,只優(yōu)化其在多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)的分配過(guò)程;后者不改變直流水電輸送電量,優(yōu)化各條直流聯(lián)絡(luò)線的送電過(guò)程及其在多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)的分配過(guò)程,最后以各省級(jí)電網(wǎng)剩余負(fù)荷為關(guān)聯(lián)因子,通過(guò)循環(huán)調(diào)用各類電源求解子方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多電源協(xié)調(diào)調(diào)峰的目的。華東電網(wǎng)多層級(jí)電能一體優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)果表明,提出的多電源協(xié)調(diào)調(diào)峰方法能夠充分發(fā)揮直流水電的調(diào)峰潛力,顯著提高區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)峰率,研究成果為我國(guó)現(xiàn)在和將來(lái)的水電大規(guī)?鐓^(qū)跨省集中輸送提供了切實(shí)可行的理論方法。 最后對(duì)全文做了總結(jié),并對(duì)下一步研究的問(wèn)題進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TV737
【目錄】:

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【參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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