電力系統(tǒng)優(yōu)化運行的相關問題研究.pdf

1、電力工業(yè)作為一個大額輸入、大額輸出的生產(chǎn)運行過程，其中各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化運行均能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。因此，電力系統(tǒng)優(yōu)化運行一直是電力系統(tǒng)研究領域的重要課題
　　之一。在電力系統(tǒng)優(yōu)化運行的眾多問題中，電力系統(tǒng)潮流分析是很多電力系統(tǒng)優(yōu)化問題需要考慮的基礎，考慮電力系統(tǒng)潮流的優(yōu)化運行更加符合電力系統(tǒng)的運行實際;中長期機組組合問題是經(jīng)典的短期機組組合問題的擴展，能夠?qū)崿F(xiàn)更長時間尺度內(nèi)的資源優(yōu)化配置;儲能系統(tǒng)的優(yōu)化運行是伴隨電力系統(tǒng)發(fā)展尤其是智

2、能電網(wǎng)發(fā)展過程中出現(xiàn)的較新的研究課題。本文針對電力系統(tǒng)優(yōu)化運行做了基于上述三方面內(nèi)容的研究工作，具體如下。
　　第一，在電力系統(tǒng)潮流分析方面，采用兩種代數(shù)幾何方法——結(jié)式法和基于Gr(o)bner基的特征值/特征向量法求解潮流方程的全部解，取得了一定成果。結(jié)式法在求解潮流時，可以得到所有待求變量各自需要滿足的一元高次多項式方程，分別求解這些一元的方程即得到潮流方程中該變量的解;基于Gr(o)bner基的特征值/特征向量法將潮流求解

3、轉(zhuǎn)化為等價的矩陣特征值或特征向量的求解。相比已有的消元法求解電力系統(tǒng)潮流，本文所介紹的兩種方法均避免了累計誤差的缺點，其中特征值/特征向量法表現(xiàn)了更強的計算能力，能夠求解消元法難以求解的規(guī)模的系統(tǒng)。值得注意的是，這兩種方法具有完善的求解多元多項式組的理論過程，其中利用結(jié)式法能夠得到兩個變量之間的解析表達式，在電力系統(tǒng)其他研究領域有潛在的應用價值。
　　第二，在中長期機組組合問題的研究方面，基于電力系統(tǒng)實際運行中對研究周期內(nèi)機組利用

4、率的要求和求解效率考慮，建立了考慮機組利用率的中長期機組組合分步模型。該模型是基于Benders分解的思想在傳統(tǒng)機組組合模型基礎上建立起來的，過程中根據(jù)電力系統(tǒng)運行的特點和要求解決了若干分解所要處理的關鍵問題。分別采用分步模型與傳統(tǒng)模型對中期和長期的機組組合問題進行仿真，仿真結(jié)果表明:1）分步模型的優(yōu)化結(jié)果是良好的;2）求解效率和求解能力相比傳統(tǒng)模型要優(yōu)越得多，表現(xiàn)在以更快的速度求解得到了中期情況下的優(yōu)化解，且在一個合理的時間內(nèi)能得到了

5、傳統(tǒng)模型難以求解的長期情況時的優(yōu)化解。
　　第三，在儲能系統(tǒng)的優(yōu)化運行研究方面，分別從離線和實時兩個時間層面進行優(yōu)化運行的研究。
　　在離線優(yōu)化運行層面研究了兩種情況:1）單個電池儲能系統(tǒng)在考慮削峰填谷和兼顧優(yōu)化網(wǎng)損時的優(yōu)化運行;2）高風電接入率的配電網(wǎng)含有多個電池儲能系統(tǒng)，優(yōu)化運行時考慮削峰填谷并盡可能提高風電利用率減少棄風量。兩種情況下電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)化運行均采用雙層優(yōu)化的思想求解——外層利用遺傳算法優(yōu)化電池儲能系統(tǒng)的充

6、放電狀態(tài)，是個離散變量的尋優(yōu)問題;內(nèi)層利用二次規(guī)劃方法優(yōu)化電池儲能系統(tǒng)的充放電功率。削峰填谷目標函數(shù)用負荷曲線方差表示時，單個電池儲能系統(tǒng)情況下內(nèi)層的二次規(guī)劃是一個凸二次規(guī)劃，多個電池儲能系統(tǒng)情況下并不是一個嚴格的凸二次規(guī)劃。因此在研究多儲能系統(tǒng)的優(yōu)化運行時，用修正的負荷曲線方差來表征削峰填谷目標使得內(nèi)層的二次規(guī)劃呈現(xiàn)凸性。算例結(jié)果表明，所采用的目標函數(shù)建模方式和求解方法在兩種情況下均取得了良好的優(yōu)化結(jié)果。
　　在實時優(yōu)化運行層面