考虑n-1安全和抽水蓄能机组运行约束的多目标有功优化调度研究

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1、硕士学位论文考虑N-1安全和抽水蓄能机组运行约束的多目标有功优化调度研究作者姓名黄庶学科专业电力系统及其自动化指导教师刘明波教授所在学院电力学院论文提交日期2015年6月ResearchonMulti-objectiveOptimalActivePowerDis-patchConsideringConstraintsofN-1SecurityandPumpedStorageunits’OperationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangShuSupervisor：Prof

2、.LiuMingboSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM744学校代号：10561学号：201220110658华南理工大学硕士学位论文考虑N-1安全和抽水蓄能机组运行约束的多目标有功优化调度研究(国家863高技术研究发展计划项目：2012AA050209)作者姓名：黄庶指导教师姓名、职称：刘明波教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力系统及其自动化研究方向：电力系统分析运行与控制论文提交日期：2015年4月23日论文答辩日期：2015年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授

3、予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王克英委员：刘明波王奇谢敏林声宏摘要随着全球能源形势和环境污染问题的日益严峻，电力工业的节能减排备受关注。为了实现节能减排，单纯以发电成本最小为目标的经济调度还难以满足电网运行要求，发电调度计划的制定需要综合考虑发电成本、污染气体排放量、购电费用等多个目标以及新能源接入和电网安全等因素。本文针对含风电场和抽水蓄能电站且兼顾安全性、经济性和环保性的大型电力系统多目标有功优化调度问题展开研究。主要研究内容和成果如下：建立了考虑N-1安全和抽水蓄能机组运行约束的多目标有功优化调度数学模型。以总燃料耗量、污染气体排放量和购

4、电费用最小为目标，并考虑基态和N-1条件下的网络安全约束和抽水蓄能机组的运行调度约束。采用直流潮流模型考虑网络安全约束，并在直流潮流模型基础上考虑网损的影响，功率平衡方程因而更加精确。引入正/负旋转备用容量，应对风电出力随机性对调度的影响。引入满足互补条件的两个连续变量（即发电功率和抽水功率）来描述抽水蓄能机组的运行特性，避免引入离散变量，并通过对抽水蓄能机组各个时段的工况约束的累加来减少不等式约束个数。采用“校验－添加－再校验－再添加”的思想处理N-1安全约束（以下简称N-1校验-添加法），提高了求解效率。并将由N-1校验-添加法获得的结果与将所有

5、N-1安全约束一次性添加到模型中求解的计算结果作对比，验证了N-1校验添加法的正确有效性。采用法线边界交叉法、原对偶内点法和N-1校验添加法求解上述多目标优化问题，首先借助法线边界交叉法将多目标优化问题转化为一系列单目标优化问题，一系列单目标优化问题采用原对偶内点法和N-1校验添加法进行求解，从而获得均匀分布的Pareto最优解集。然后，采用熵权双基点法从Pareto最优解集中选出折中最优解，为运行人员提供决策参考。最后，对算法中可并行计算部分进行并行计算，提高了算法的计算速度和实用性。对某省级167机2299节点系统进行仿真计算，计算结果表明，所提

6、出的方法获得的调度计划能够综合考虑发电计划在安全性、经济性和环保性之间的最优折中，并发挥抽水蓄能电站削峰填谷和应对风电场出力随机性的作用，计算速度达到实际工程应用要求。关键词：有功优化调度；N-1安全约束；抽水蓄能机组运行约束；风电场；多目标优化；法线边界交叉法；并行计算IABSTRACTSincetheglobalenergysituationandenvironmentalproblemsarebecomingmoreandmoresevere,itisofgreatconcerntorealizeenergy-savingandemission

7、-reductionofelectricpowerindustry.Inordertoachievethegoalofenergy-savingandemission-reduction,eco-nomicdispatchwhichsimplyminimizesthepowergenerationcostasanobjectivecannotmeettherequirementofpowergridoperation,todeveloppowergenerationschedulingneedstoconsidermultipleobjectives

8、suchaspowergenerationcost,emissionofatmosphericpollu-t