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2012年8月国家能源总局颁布《可再生能源发展“十二五”规划》,规划指出:可再生能源发电将在电力系统中上升为重要电源,水电、风电等可再生能源发电将领跑整个电力行业的发展,多电源联合发电的格局更加明显。 火力发电是我国最重要的电源形式,火电的电源特性好,不易受气候与季节的影响,出力平稳、可靠性高,适合承担电力系统的基荷,但是火力发电需要消耗一次能源,并排放大量的SO2、NOx气体;梯级水电调节能力强、调整速度快,但是梯级水电的上、下级电站存在着很强的关联性;大规模风电并网发电,能够提高电力系统的经济性,但是风电受风速影响,存在着出力不稳定,间歇性、波动性强的问题。制定合理的多电源短期联合调度策略,能够在保证电力系统有功功率平衡的前提下,合理安排各个电站的出力,协调负荷分配,在允许的范围内,适当增大风电发电量、降低火电输出功率,借助梯级水电的调节能力,保证电力系统的功率平衡,提高电力系统的经济性指标和可靠性指标。 论文以研究大规模风电并网发电后,多电源短期联合优化调度为核心,搭建风电接入与梯级水电站联合调度框架,提出合理的联合优化调度理论。在现有含多电源的调度模型的基础上,使用最优潮流理论(OPF)指导多电源协调调度策略的制定。在制定目标函数时,将可靠性指标引入目标函数,平衡电力系统的可靠性指标与经济性指标间的关系。在选择约束条件时,综合考虑各个电源的特点、电网的约束条件、梯级水电之间的关联性,建立多目标、多约束的动态调度模型。 对于经济性目标,采用交流模型计算电力系统潮流分布,然后依据各类电源的运行特性,计算经济性指标;对于可靠性目标,建立基于瞬时状态理论的电源模型,采用非序贯蒙特卡洛仿真法,统计发电系统可靠性指标。采用线性加权法将多目标模型变为单目标模型,采用外点罚函数法将多约束模型变为无约束模型。 采用粒子群算法求解调度模型时,针对基本粒子群算法易陷入局部最优的缺点,提出采用新型的动态惯性因子法改进算法,采用数学算例证明改进算法的有效性。 考虑到风速具有间歇性、波动性等特点,以三个典型日为算例,求解多电源调度方案,比较本文调度方案与实际调度、经济调度方案的经济性与可靠性指标,比较结果表明:本文得到的调度方案能够合理安排各个电站出力,协调负荷分配,兼顾调度方案的经济性指标和可靠性指标。