水火風發(fā)電系統多周期聯合優(yōu)化調度模型及方法.pdf

1、為了促進能源、經濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，大力開發(fā)利用水電、風電等清潔能源已經得到了廣泛關注。隨著流域梯級水電站群的規(guī)模化發(fā)展，梯級上下游電站間的時空相關性更加緊密，在水電優(yōu)化調度中考慮電站間水流滯時動態(tài)變化和水電機組檢修計劃的影響，將能夠促進上下游電站統籌協調運行，充分發(fā)揮流域梯級水電節(jié)能效益。此外，隨著風電并網容量的增加，風電功率的隨機波動性、不可控性以及難以預測性增加了電網調峰的難度和優(yōu)化調度的不確定性。為了促進風電的消納，充分發(fā)揮梯

2、級水電、火電的調節(jié)能力，開展多種能源的聯合優(yōu)化調度，已經成為當前電網調度面臨的迫切需要解決的問題?；谏鲜霰尘?，本文圍繞水火風電力系統中的多周期優(yōu)化調度問題，開展了以下的研究工作:
　　在水電短期優(yōu)化調度方面，提出了考慮水流滯時優(yōu)化的優(yōu)化調度模型。該模型建立了水流滯時和出庫流量之間的非線性函數關系，從而反映了梯級水電站間水流滯時動態(tài)變化的特性。同時，針對水流滯時、水電轉換和分段出力限制等復雜的非線性函數，提出了線性化建模的新方法，

3、通過引入多組狀態(tài)變量及相關約束，將短期水電優(yōu)化調度問題轉換為混合整數線性規(guī)劃問題進行求解。仿真結果表明，在短期水電站群優(yōu)化調度中考慮水流滯時的優(yōu)化，能夠有效提高調度方案的可行性和經濟性。
　　在水火發(fā)電系統中長期優(yōu)化調度方面，提出了發(fā)電計劃和檢修計劃聯合優(yōu)化的多場景調度模型。首先，針對中長期來水和負荷預測信息的不確定性，建立了場景樹模型。然后，鑒于設備檢修計劃的連續(xù)性，在預測場景樹的基礎上，通過節(jié)點和場景關聯矩陣，實現多場景下設備

4、檢修模型的構建。再者，鑒于中長期調度計劃中發(fā)電計劃和檢修計劃對時段間隔要求的不同，分別設置電量相關節(jié)點和電力相關節(jié)點，實現中長期發(fā)電計劃和檢修計劃的協調。最后，通過大規(guī)模實際水火電系統的實例分析，結果表明檢修計劃和發(fā)電計劃的協調優(yōu)化調度，能夠更好地提升系統的節(jié)能和經濟效益，使得檢修計劃和發(fā)電計劃的制定更為合理;根據多場景模型制定的調度方案更具適用性。
　　在水火風發(fā)電系統短期優(yōu)化調度方面，提出了計及下一調度周期調峰約束的隨機機組組

5、合模型。首先，針對風電的隨機性，利用縮減后的場景進行模擬，并建立了各個場景下的風水火耦合的運行約束。然后，針對下一調度周期高峰和低谷的調峰問題，增加了機組啟停相關約束。最后，采用混合整數線性規(guī)劃法對所提模型進行了求解，仿真結果表明，優(yōu)化得到的機組組合方案，既能夠保證各個場景下各類型機組出力的可行性，又能夠滿足下一調度周期的高峰負荷需求并減少了低谷時段的棄風量。
　　在水火風發(fā)電系統中長期優(yōu)化調度方面，提出了基于點估計的不確定性調度

6、方法。首先，綜合考慮水力、風力、熱力與電力相互耦合的復雜約束，建立了水火風發(fā)電系統中長期優(yōu)化調度模型。為了降低求解難度，將這一大規(guī)模、多約束、非線性的優(yōu)化問題轉換為線性混合整數模型予以求解。然后，針對模型中各時段水文徑流與風速的隨機性，利用點估計法構造隨機變量的估計點，結合每一個估計點向量進行確定性的中長期優(yōu)化調度模型的求解，進而得到優(yōu)化調度決策變量的期望值。最后，通過算例分析，結果表明本文所提調度方法能夠在確保計算精度的前提下，加快求