含风电的节能发电调度研究-论文.pdf

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1、第29卷第2期青岛大学学报(工程技术版)Vo1．29No．22014年6月JOURNALOFQINGDAOUNIVERSITY(E&T)Jun．2014文章编号：1006—9798(2014)02一oo11—04；DOI：10．133061．1006—9798．2014．02．003含风电的节能发电调度研究王振兴，马平(青岛大学自动化工程学院，山东青岛266071)摘要：随着大规模风电并网，风电资源的随机性及不确定性给电力系统节能发电调度带来了新问题。为适应上述电力系统新情况，更好地实现电力系统

2、的节能减排，本文基于多目标粒子群算法，对含风电的节能发电调度进行研究。以火电机组总能耗最小和CO排放量最小为共同目标函数，建立含风电的多目标节能发电调度模型，利用多目标粒子群算法进行模型求解，并引入半可行域的概念进行约束条件的处理。同时以1个含有10台火电机组和1个风电场的系统为算例进行验证。结果表明，多目标优化方案与以火电总能耗最小为目标的方案相比，CO排放量减少8．16，火电总能耗仅增加4．73，与以CO排放量最小为目标的方案相比，火电总能耗减少7．39，CO。排放量仅增加1．73。该方案实

3、现了节省资源及降低排放的目的，对电力系统节能减排具有参考价值。关键词：节能发电调度；风电；多目标粒子群算法；Pareto最优解；半可行域中图分类号：TM73文献标识码：A近年来，随着我国经济的高速发展，电力行业也迅速发展，在我国电力行业中煤电仍然占据主要地位，而煤电所消耗的煤炭资源又占了整个煤炭资源的很大一部分。电力行业在保证电力供应的情况下，排放了大量废弃物及污染物，更为严峻的是我国煤炭资源日益紧张，因此，在电力行业实行节能减排具有重要意义。2007年8月，《节能发电调度办法(试行)》的颁布为

4、节能减排工作提供了政策依据口]。作为一种清洁能源，风力发电在我国正快速发展，这对电力系统节能减排工作起到重要作用。然而风电具有随机性和不确定性，不利于电力系统的调度。目前，关于节能发电调度的研究有很多，黎灿兵等人_2]研究了机组组合优化方法；王楠等人依据节能发电调度基本目标，对当前实时发电计划进行建模，并利用协调方法实现节能减排；李正哲等人l4建立了兼顾能耗和购电费用的模糊双目标优化模型，利用模糊理论化为单目标优化；陈亮等人_5以优先级方式协调不同目标的发电调度计划的决策模型。对于采用惩罚函数法

5、处理约束条件，张晓辉等人建立了含风电的低碳调度模型，在保证电力系统安全性的同时增加风电场出力，并在风电全额上网的基础上，以“能源环境效益”概念建立多目标模型，采用最大满意度法将多目标化为单目标，并采用改进粒子群算法求解。基于此，本文以火电机组总能耗最小和CO排放量最小为共同目标，构建含风电的多目标节能发电调度模型，利用多目标粒子群算法进行模型求解，并引入半可行域的概念进行约束条件的处理。同时以一个含有10台火电机组和一个风电场的系统为算例，验证了模型与解法的可行性与有效性。1数学模型1．1目标函

6、数该数学模型的建立参考文献E8]，以火电机组总能耗最小和CO。排放量最小为共同目标，其目标函数为收稿日期：2013—12—31：修回日期：2014—02—03作者简介：王振兴(1987一)，男，硕f‘研究生，主要研究方向为电力系统节能发电调度。通讯作者：马平(1973一)，女，副教授，博士，硕士生导师，主要研究方向为电力系统分析与控制。Email：reaping@hit．edu．cn12青岛大学学报(工程技术版)第29卷minF一∑∑C(())，minF一∑∑[n+6户(f)+cp()](1)t

7、=1i=1t=1i=1式中，F为火电机组总能耗目标函数，t；F为CO：排放量目标函数，t；G(())为机组i在t时刻的燃料消耗；a，b，c。为机组CO排放系数；T为1d计算时段数，为方便计算，分为24个时段；i为机组的编号；NT为火电机组的数目；P(￡)为机组i在t时段的有功出力(Mw)，且c((￡))一a+6(￡)+clp()，其中，a，b，C为机组的发电耗量系数。1．2约束条件1)负荷有功功率平衡约束为NT()+()一Pd(￡)，t一1，2，⋯，T(2)=1式中，P()为t时段火电机组的输出

8、功率，Mw；P(f)为风力机组在t时刻的输出功率，Mw；P()为t时段电力系统总负荷，Mw。2)火力机组有功出力上下限约束为⋯≤P(￡)≤P(3)式中，P⋯为机组i有功出力的最小值，Mw；P⋯为机组i有功出力的最大值，Mw。3)火电机组爬坡速率约束为P()一P(一1)≤[JR，P(￡一1)一P()≤DR(4)式中，[JR为发电机组i有功功率上升量限值，MW／t；DR为发电机组i有功功率下降量限值，MW／t。4)系统向上、向下旋转备用约束为NTNT∑()≥R()+ASR(p(￡))，∑Ds()≥A