节能发电要求下水电短期发电优化调度研究

【摘要】： 能源消耗的不断攀升,促使了节能政策的实行,节能发电调度也成为了电力系统运行的新思路。在节能发电要求下,水电优化调度在其原有调度方式上增设了节能理念。在模型建立方面,对于节能、环保、经济的调度思维,水电调度应有相适应的优化模型,并应同时考虑水火电协调的实际需求和约束进行建模。在求解算法方面,水电系统短期优化调度本身是一个具有复杂约束条件的高维、非凸、多阶段、有时滞的动态问题,“维数灾”问题已成为限制优化调度计算的瓶颈。如何进行降维求解出满足计算精度和时间要求的调度结果,如何满足水火电协调的相关条件,是节能要求下水电调度的重要问题。 本文以节能发电调度试点的贵州为研究背景,选取电网统调的13个水电站为研究对象,分析建立适合节能发电要求的水电系统短期优化调度模型,综合考虑水火电系统的多种约束,针对不同模型提出相应的求解方法,并结合实例进行实际调度运行的分析。具体工作如下: (1)根据贵州电网的电力结构特点,建立了出力约束下发电量最大模型,并着重根据节能发电模式下水火电协调分析的需求,建立了定电量水电调峰模型。 (2)求解各水力参数,以厂内经济运行的方式求解综合NQH曲线,并拟合出合理代数式。对求解中遇到的电站计算顺序设定、水流滞时等实际问题以及约束条件的处理,提出相应解决方式。 (3)综合分析常见的降维算法,结合POA、DPSA、DDDP等算法,分别在计算时段、电站数和离散数等方面进行简化,提出了混合算法求解模型。为扩大搜索范围,进一步提高精度,增加了分组组合的求解方式。 (4)对于定电量水电调峰模型的求解,首先通过日电量蓄能优化方法和中长期调度配合求出给定电量,然后采用双向廊道寻优定电量水电调峰方法,得到初始水电调峰优化结果,最后利用平衡水电厂对调峰后系统余留负荷的进行修正,以期余留给火电负荷平稳不变或者变化不频繁。采用龙格库塔法改进以电定水的试算问题;基于节能排序采用逐次切负荷方法进行序列初始化,以改进寻优的速度和精度。 (5)综合考虑短期运行中的开停机持续时间、电站出力波动、机组震动区、水火电带宽、弃水等复杂条件进行修正。针对实例结果进行节能模式下水电系统短期发电调度的运行分析,得出了相对于分期的建议调度运行方式。 最后对全文进行了总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。 【关键词】：节能 水电短期优化调度 混合算法 定电量 双向廊道
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TV737
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 选题背景和研究意义9-11
• 1.1.1 能源发展与消耗9-10
• 1.1.2 我国水电发展情况10-11
• 1.2 水电系统短期发电调度研究综述11-18
• 1.2.1 常规算法12-15
• 1.2.2 智能算法15-18
• 1.3 本文研究内容18-20
• 2 贵州电网水电系统短期优化调度模型的选取和建立20-32
• 2.1 贵州电网水电系统水电站群概况20-24
• 2.2 目标函数的分析探讨24-25
• 2.3 符号的约定25-26
• 2.4 出力约束下发电量最大模型26-27
• 2.5 定电量水电调峰模型27-30
• 2.5.1 问题的描述27-28
• 2.5.2 模型的建立28-30
• 2.6 约束条件30-32
• 3 调度模型的求解32-52
• 3.1 调度参数的计算32-35
• 3.1.1 出力的计算32-34
• 3.1.2 水位与水头的计算34
• 3.1.3 入库流量计算34-35
• 3.2 水电站群计算顺序的设定35-37
• 3.3 短期发电调度水流滞时的处理37
• 3.4 出力约束下发电量最大模型求解方法37-45
• 3.4.1 POA算法及基本原理基本降维算法37-39
• 3.4.2 DPSA算法及基本原理39-40
• 3.4.3 DDDP方法计算过程40-41
• 3.4.4 状态逐密动态规划基本原理41
• 3.4.5 混合算法双向廊道寻优求解41-45
• 3.5 定电量水电调峰模型求解方法45-51
• 3.5.1 电站电量的给定45-46
• 3.5.2 初始化的设计46-48
• 3.5.3 双向廊道定电量算法48-50
• 3.5.4 平衡电厂余荷修正50-51
• 3.6 约束条件的处理51-52
• 4 节能发电要求下水电系统短期调度运行分析52-73
• 4.1 汛枯期模型实例分析52-65
• 4.1.1 已知条件52-54
• 4.1.2 枯期出力约束下发电量最大模型实例54-57
• 4.1.3 枯期定电量水电调峰模型实例57-59
• 4.1.4 汛期出力约束下发电量最大模型实例59-62
• 4.1.5 汛期定电量水电调峰模型实例62-65
• 4.2 调度实际运行的修正65-69
• 4.3 分期调度研究69-73
• 4.3.1 枯期调度模型分析69-70
• 4.3.2 汛期调度模型分析70-71
• 4.3.3 模型分析规律研究71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况80-81
• 致谢81-82

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