计及风电随机性的机组出力调整和频率约束的两阶段经济调度

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1、学校代号10536学号12105010428分类号TM714密级公开硕士学位论文计及风电随机性的机组出力调整和频率约束的两阶段经济调度学位申请人姓名刘亚娟所在学院电气与信息工程学院指导教师童小娇教授学科专业电力系统及其自动化研究方向电力系统运行与控制论文提交日期2015年4月学校代号：10536学号：12105010428密级：公开长沙理工大学硕士学位论文计及风电随机性的机组出力调整和频率约束的两阶段经济调度学位申请人姓名刘亚娟指导教师童小娇教授所在学院电气与信息工程学院专业名称电力系统及其自动化论文提交日期2015年4月论文答辩日期2015年5月答辩

2、委员会主席李欣然教授Two-StageEconomicDispatchforOutputAdjustmentofGenerstionUnitsandFrequencyConstraintsConsideringtheRandomnessofWindPowerbyLIUYajuanB.E.(HenanPolytechnicUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinPowerSystemandItsA

3、utomationinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorTongXiaojiaoApril,2015摘要随着能源与环境问题的日趋严重，新能源得到了长足的发展。风能作为一种可再生的清洁能源，已成为能够替代化石能源发电的重要能源之一。然而，风电的随机性给电力系统的调度带来了诸多挑战。另外随着智能电网的发展，多途径可获得随机变量的预测信息，且越接近运行时刻所获得的随机变量信息越准确。因此为了获得更大的社会效益，在运行时刻前做多次决策，并且构造一个一体化模型就显得尤为重要。论文基于

4、多阶段决策的思想提出了计及风电随机性的两阶段经济调度一体化模型和计算方法。针对风力发电的随机性以及电力系统的运行风险，论文采用条件风险价值(ConditionalValue-at-Risk:CVaR)方法来刻画各支路不满足安全运行的概率，从而构建了CVaR安全约束下的两阶段经济调度一体化模型。对于模型的求解，首先采用光滑化策略将模型转变为连续的优化问题，然后采用对偶动态规划算法对光滑化后的模型进行求解，数值试验以IEEE30节点系统为例，通过设置不同的置信水平，不同的风险值，是否考虑风电并网和阀点效应，分析系统发电总成本的变化。进一步为了确保系统频率在

5、事故后较短时间内恢复正常而不导致频率崩溃，论文构建了考虑事故后频率约束的两阶段经济调度一体化模型。模型构建上加入了高估和低估风机可用输出功率的惩罚成本，并在第二阶段的约束中加入了频率约束。针对模型的非光滑性，同样采用光滑化方法对其进行处理，并以IEEE30节点系统为例进行仿真，分析了频率约束和风电惩罚对运行成本的影响，风电可用输出功率大小对第一阶段机组出力的影响等。计算结果检验了构建模型的合理性和有效性。论文研究的问题结合了当前电力系统智能运行新环境，充分融合考虑了电力智能运行环境下的多信息条件，将多阶段决策的思想运用于系统的经济运行，提出的新模型和算

6、法采用了数学和经济领域新的有效方法。论文中所采取的方法可有效解决事故条件下系统的经济调度问题，为系统的优化运行决策提供了可行方法。关键词：两阶段决策；机组出力调整；频率约束；条件风险价值；经济调度；对偶动态规划算法IABSTRACTWithenergyandenvironmentalproblemsbecomeincreasinglyserious,newenergyhasbeenconsiderabledevelopment.Asakindofrenewableandcleanenergy,windpowerhasbecomeanimportante

7、nergythatcanreplacefossilenergy.However,therandomcharacteristicofwindpowerisachallengeforpowersystemdispatch.Moreover,withthedevelopmentofsmartgrid,forecastinginformationofradomvariablescanbeobtainedfromdifferentchannelsandtheclosertheoperation-time,themoreaccuraterinformationca

8、nbeobtained.Therefore,inordertogaingreatersocia