考虑风电接入的空间电源规划

【摘要】：近年来,环境保护问题越来越受到公众的重视,环境对于电源规划结果的影响也成为规划中需要仔细考虑的问题,然而环境的复杂和多变性给电源规划带来了一定难度。同时,随着经济不断快速发展,我国能源供应压力也不断增大,发展可再生能源已成为实现我国经济和能源可持续发展的必然选择。风电是可再生能源发电技术中发展前景较好的一种发电方式,但由于风电具有波动性和反调峰特性,在风电接入电网时,需要考虑到其不同于其他常规能源的特性。针对以上问题,本文结合风力发电的特点和电源规划的要求建立了考虑风电接入的空间电源规划模型。由于不同地理位置的风资源分布不同,本文中将规划地区栅格化后用栅格化地图表征风资源的地理分布；另外,不同栅格上各类发电技术的投资建设成本也不同。考虑到风力发电的反调峰特性,风电出力和系统负荷水平通常是不相协调的,为使规划结果更合理,需要考虑相同时刻风强度和负荷水平的关系,本文基于负荷持续曲线和风速持续曲线,采用场景法的方式处理负荷和风电功率输出之间的相互不确定性,并在此基础上建立不确定风火联合电源规划模型。模型以投资建设和运行费用总和最小为目标,约束条件主要包括各场景下机组出力约束、总装机容量等式约束、系统有功功率平衡约束、线路容量约束、直流潮流等式约束和燃料供应能力约束等。针对模型的复杂程度,本文采用遗传算法和线性规划法相结合的算法对模型进行求解,算法在采用遗传算法解决电源投建方案优化的同时,将线性规划法嵌入到遗传算法中,在已知电源投建方案的基础上求解安全约束经济调度问题,得到各机组最优发电功率。本文采用MATLAB软件实现所建立模型的模拟计算,分析了风电机组单位投资建设成本、火电机组消耗燃料价格、风电机组发电补贴及系统线路容量各项因素对规划结果的影响。相关算例验证了考虑风电接入的空间电源规划模型的可行性和有效性。 【关键词】：电源规划 风电场 遗传算法 线性规划法 多场景规划 地理信息系统
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM715;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-19
• 1.2.1 国内外风力发电发展情况概述10-13
• 1.2.2 风力发电的特点13-15
• 1.2.3 风能接入对电网的影响15-16
• 1.2.4 考虑风电接入的电源规划模型研究现状16-19
• 1.3 本文研究工作简介19-20
• 第2章 含风电场的空间电源规划模型20-34
• 2.1 引言20-21
• 2.2 风电场对电源规划的影响21-22
• 2.2.1 风电的优势21
• 2.2.2 风电接入对电源规划提出的挑战21-22
• 2.3 考虑风电接入的空间电源规划模型22-33
• 2.3.1 考虑风电接入的空间电源规划模型概述22-23
• 2.3.2 空间电源规划23-25
• 2.3.3 场景法在电源规划中的应用25-28
• 2.3.4 考虑风电接入的空间电源规划模型28-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 基于遗传算法的空间电源规划求解方法34-41
• 3.1 遗传算法基本思想34-35
• 3.2 遗传算法的实现35-37
• 3.2.1 编码35-36
• 3.2.2 适应度函数36
• 3.2.3 遗传算子36-37
• 3.3 遗传算法求解模型流程37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 算例分析41-50
• 4.1 算例介绍41-44
• 4.2 仿真结果与分析44-46
• 4.3 敏感性分析46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 总结与展望50-52
• 5.1 全文总结50
• 5.2 展望50-52
• 参考文献52-56
• 致谢56

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