考虑环境容量裕度的差别化发电计划研究

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1、硕士学位论文考虑环境容量裕度的差别化发电计划研究DIFFERENTIATEDPOWERGENERATIONSCHEDULECONSIDERINGENVIRONMENTALCAPACITYMARGIN高明宇哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM74学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文考虑环境容量裕度的差别化发电计划研究硕士研究生：高明宇导师：于继来教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM7

2、4U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDIFFERENTIATEDPOWERGENERATIONSCHEDULECONSIDERINGENVIRONMENTALCAPACITYMARGINCandidate：GaoMingyuSupervisor：Prof.YuJilaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectri

3、calEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要包括燃煤火电厂在内的多种污染源，对空气质量造成的影响变得越发严重，亟需改进传统电力系统发电计划制定方法，以一定程度地缓解重点地区局部空气污染压力。通常以全系统排污总量最小化方式制定的火电机组发电计划，往往对缓解环境重点监测地区空气污染程度缺乏针对性，甚至收效甚微。本文通过调整发电计划优化目标、充分考虑

4、不同地区环境容量裕度的差异性和环境改善目标的差别化要求，探讨新型发电计划制定方法，以期通过更为科学合理地调度发电行为，特别是燃煤火电厂的发电行为，达到可以切实缓解环境重点监测地区空气污染的目的。本文首先重点探讨了燃煤火电机组差别化日发电计划的制定问题。在考虑火电机组差别化煤耗和排污水平的基础上，追加考虑了环境容量裕度的差别化因素，建立了以煤耗总量、排污总量和对环境重点监测地区大气污染物浓度贡献值减少量为期望目标的火电机组差别发电计划优化模型。其中，环境重点监测地区大气污染物浓度贡献值减少量期望目标参照高斯烟团扩散模型、气象和重点监测地区大气污染

5、等级预测信息制定。针对模型求解问题，提出了火电机组集合动态划分基础上的分步、分集合计划校正策略：首先计算不考虑环境容量裕度的基础发电计划；由基础发电计划、考虑不同地区环境容量裕度的差异性和差别化要求，将火电机组动态划分为功率适度削减子集合和等量适度增加子集合；对两个子集合，分别利用拉格朗日乘子法进行计划校正，从而得到最终的差别化日发电计划解。在燃煤火电机组差别化发电计划解的基础上，本文进一步讨论了对基础发电计划校正的过程可能引起系统旋转备用发生变化、导致不同地区风电消纳能力发生改变的问题。围绕这些问题，应重点解决：当计划校正过程引起区域电网旋转

6、备用不足时，需对第一次校正后的差别化发电计划进行二次校正，以使旋转备用满足约束要求；当计划校正过程引起区域电网风电消纳能力发生改变时，需对风电场发电计划进行适度调整。针对上述两方面有待重点解决的问题，本文建立了形成二次校正发电计划的数学模型，并从旋转备用水平和风电利用情况出发，梳理和归纳了基础发电计划经第一次校正后可能出现的8个场景。针对各场景，研究了风电和火电机组发电计划的协调方法，并设计了对发电计划实施二次校正的策略：首先根据不同场景得到各区域风电和火电有功功率调整总量；考虑环境容量裕度、煤耗-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文水平等因素，

7、将调整总量分配到各机组，并分别利用拉格朗日乘子法进行二次校正计划的求解。本文最后针对考虑环境容量裕度的火电机组差别化发电计划模型和求解方法、考虑风电和备用影响的差别化发电计划模型和求解方法，分别进行算例分析，验证了模型的合理性和算法的有效性。本文工作得到国家自然科学基金面上项目《考虑空气污染指数时空分布特性的电力系统多期望目标优化调度问题研究》（51377035）和国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目（NSFC-RCUK-EPSRC中英）《智能电网与电动汽车环境友好集成与交互基础理论和关键技术研究》（51361130153）的资助。关键词

8、：电力系统；发电计划；节能减排；环境容量裕度；风电；旋转备用-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheimpactfromavari