华中电网大规模水电站群短期调峰问题研究与应用

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1、分类号学号M201273342学校代码10487密级硕士学位论文华中电网大规模水电站群短期调峰问题研究与应用学位申请人：王华为学科专业：水利水电工程指导教师：周建中教授张勇传院士答辩日期：2015年5月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandApplicationforShort-termPeak-shavingDispatchoflarge-scaleHydropowerStationsi

2、nHuazhongPowerGridCandidate:WANGHuaweiMajor:HydraulicandHydropowerEngineeringSupervisor:Prof.ZHOUJianzhongProf.ZHANGYongchuanHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaMay，2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教

4、师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着经济快速发展、产业结构不断调整以及新能源的持续并网投运，我国主要区域电网以及大多数省级电网的峰谷差急剧拉大。对电网而言，减小峰谷差是保障其安全稳定运行的关键；而水电机组以调节能力强、调峰成本低、开停机迅速等众多优点被公认为是优质的调峰电源，尤其是水电能源作为一种可再生洁净能源，已经成为各国大力发展的战略资源而受到高度重视。因此，如何提高水电调峰能力、保障电网安全稳定运行是目前亟需解决的问题。深入开展大规模水电站群多电网环境下的短期调峰优化调度研究，不仅对充分利用水能资源具有重要的

5、意义，而且对提高区域电网运行管理水平也具有十分重要的理论意义和工程实用价值。本文以华中电网直调水电站为研究对象，针对直调水电站同时向多个省网送电、且电站送电范围和送电比例各不相同的复杂调度问题，综合考虑各级电站发电能力和电网安全稳定运行约束，开展华中电网大规模水电站群短期调峰问题的研究与应用，建立了相应的调峰模型，提出了多种切实可行的模型求解算法，为提高华中电网安全稳定运行能力提供了理论依据和技术支持。本文的主要工作和研究成果包括：（1）对华中电网拥有大规模水电站群、且分属不同的省网及流域的工程背景进行了详细分析，采用“分层分级控制，整体优化

6、计算”的思路将调峰优化问题划分为若干个“单站多电网”和“多站单电网”子问题进行建模和求解，按照不同河系梯级“分层”、同一河系电站“分级”的原则以行政区域、河系、送电范围对各个电站进行划分。该原则能够在不影响优化结果精度的前提下降低整体优化过程中决策变量和约束的维度，实现高维问题低维化重构，且能满足实际工程应用需求。（2）单站多电网调峰调度问题需要兼顾各受电电网调峰要求，以动态响应各电网频繁的负荷变化，本文在综合考虑受电电网负荷量级、负荷特性以及调峰需求的差异性的基础上，以受电电网剩余负荷方差加权和最小为目标建立多电网调峰模型，并提出了一种单站

7、多电网短期启发式调峰方法求解该模型，以二滩水电站为调度对象进行仿真计算，结果表明该方法在兼顾多电网负荷特性的同时，能够充分发挥水电站的调峰容量效益，可以为单站多电网调峰调度提供理论指导和技术支持。（3）由于多站单电网调峰问题涉及的电站多，既有水量传递上的动态联系，又有多种综合利用要求，从而导致短期优化调度建模及其模型求解的维数灾问题。研究工作从I华中科技大学硕士学位论文流域大规模电站群整体优化的角度出发，以受电电网剩余负荷方差最小为目标建立了“多站单电网”短期调峰模型，为突破已有理论和方法在求解时存在计算精度低、时间复杂度较高等技术瓶颈，提出

8、了一种基于不对称自适应廊道技术的离散微分动态规划算法对该模型进行求解，不仅有效缩小了算法的寻优廊道，避免重复寻优，而且兼顾了求解效率和计算精度。以清江梯级水电站为调