太阳能发电随机生产模拟及其可信容量评估

【摘要】：光伏发电具有明显的波动性和间歇性,其大容量并网后对电力系统的影响较大,因此,研究光伏消纳能力对接入系统的规划和运行的影响具有十分重要的意义。本文从两个角度研究光伏消纳能力,一是研究含光伏发电的电力系统随机生产模拟,二是并网光伏电站的可信容量。首先,研究了基于等效电量频率法的含光伏电站的电力系统随机生产模拟方法。介绍了随机生产模拟的概念及其在离散化条件下的计算原理,即等效电量频率法;根据太阳能机组特性选择了太阳能发电随机生产模拟的方式,并分析了发电系统的成本计算。广东电网的计算结果表明,光伏发电可替代常规机组发电,提高系统的可靠性水平,但光伏电站接入会增加了常规机组的开停机次数。通过对随机生产模拟结果的成本分析,可求得广东电网光伏消纳量为7800MW。其次,评估光伏电站接入系统后替代常规火电机组的能力。以系统机组的运行状态为变量,建立了最小化可靠性偏差和最大化电量效益的多目标优化模型,以可靠性指标限值和机组筛选为约束条件,采用强化学习算法求解这个多目标优化模型,从而求出帕累托最优解集,并采用切线法来确定帕累托解集中的折中最优解,进而得出并网光伏电站的可信容量和容量可信度。以广东电网为例,对接入系统的光伏电站可信容量进行了评估计算,结果显示光伏电站的容量可信度为20%-25%之间,且随着光电接入容量的增多,容量可信度有下降趋势。此外,还研究了光电出力模型、光电穿透功率等因素对光伏电站可信容量的影响。 【关键词】：并网光伏发电 随机生产模拟 可信容量评估 多目标优化 强化学习算法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 选题背景与意义10-12
• 1.1.1 光伏产业发展背景10-11
• 1.1.2 研究太阳能发电随机生产模拟的意义11-12
• 1.1.3 研究光伏发电可信容量评估的意义12
• 1.2 太阳能发电随机生产模拟的研究现状12-13
• 1.3 光伏发电可信容量评估的研究现状13-14
• 1.4 本文主要工作14-15
• 第二章 太阳能发电随机生产模拟方法15-36
• 2.1 持续负荷曲线和负荷频率曲线的定义15-16
• 2.2 等效电量函数16-20
• 2.2.1 电量函数定义16-17
• 2.2.2 电量函数的修正17-20
• 2.3 等效负荷频率曲线的定义20-22
• 2.4 成本分析22-23
• 2.4.1 生产成本分析22
• 2.4.2 机组启停费用计算22-23
• 2.4.3 总生产成本计算23
• 2.5 光伏出力模型及处理方式23-26
• 2.5.1 光伏电源序贯模型23-24
• 2.5.2 光电源特性24
• 2.5.3 光电在随机生产模拟中的处理方式24-26
• 2.6 考虑光伏发电的电力系统随机生产模拟计算流程26
• 2.7 算例分析26-35
• 2.7.1 36 机仿真系统验证分析26-28
• 2.7.2 广东电网的计算结果28-35
• 2.8 本章小结35-36
• 第三章 求解多目标优化问题的强化学习方法36-49
• 3.1 强化学习的基本思路36-37
• 3.2 马尔可夫决策过程37
• 3.3 强化学习的主要组成要素37-39
• 3.4 多目标强化学习算法39-44
• 3.4.1 算法基本元素40-43
• 3.4.2 多目标强化学习算法流程43-44
• 3.5 算法验证分析44-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 并网光伏电站可信容量评估49-62
• 4.1 可信容量和容量可信度的定义49-50
• 4.2 光伏发电的电量效益指标50-51
• 4.3 光伏发电出力模型51-52
• 4.3.1 基本出力模型51
• 4.3.2 考虑天气因素的出力模型51-52
• 4.3.3 考虑强迫停运率的出力模型52
• 4.4 光伏发电可信容量评估模型及算法52-56
• 4.4.1 优化目标53
• 4.4.2 约束条件53
• 4.4.3 求解流程53-56
• 4.5 算例分析56-61
• 4.5.1 不同光伏发电模型的出力对比56-58
• 4.5.2 不同光伏出力模型对可信容量的影响58-60
• 4.5.3 光电接入水平对容量可信度的影响60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果66-67
• 致谢67-68
• 附件68

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