规模化风电接入的电力系统经济调度并行算法研究
发布时间：2022-12-04 21:03
风能是一种最具规模化应用前景的可再生能源,风力发电近年来得到了大力开发与应用。但这些具有随机特性的风电并网接入现有电力系统后,其动态经济调度问题的建模和求解均面临巨大挑战。目前,采用Monte Carlo抽样方法模拟风电随机特性,将随机动态经济调度问题转化为场景模型或样本均值近似模型,是最基本的建模方法,也是评价其它随机调度模型精确度的基准方法。但场景模型和样本均值近似模型均为大规模的线性或二次规划模型,对其直接求解,将面临维数灾难题。本文重点研究规模化风电接入的电力系统随机动态经济调度场景模型和样本均值近似模型的并行求解方法。首先,采用Monte Carlo抽样方法建立了规模化风电接入的电力系统随机动态经济调度问题的场景模型。该模型以最小化发电成本为目标,通过引入场景转移约束,将随机优化问题转化为确定性优化问题。采用Dantzig-Wolfe分解算法对该模型实施场景解耦,可以将具有数千万个变量与约束的大规模问题分解为一系列仅含数万个变量与约束的子问题,以及一个规模更小的主问题。在迭代计算过程中,利用改进次梯度法改善算法的收敛性,并运用GAMS平台的网格计算工具构建了快速求解各个场景子...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 含风电接入的电力系统优化调度方法
1.2.2 求解大规模优化调度问题的主要算法
1.3 本文主要工作
第二章 随机规划问题的建模及并行计算方法
2.1 随机规划问题的场景模型
2.2 随机规划问题的样本均值近似模型
2.3 DANTZIG-WOLFE分解方法
2.3.1 Dantzig-Wolfe分解法的基本原理
2.3.2 算法最优性分析
2.3.3 计算步骤
2.3.4 并行计算
2.4 并行单纯形法
2.4.1 单纯形法的基本原理
2.4.2 基矩阵的数学变换
2.4.3 算法设计与并行实现
2.5 本章小结
第三章 随机动态经济调度的场景模型及DANTZIG-WOLFE分解算法
3.1 随机动态经济调度问题的场景模型
3.1.1 优化目标
3.1.2 预测场景下的约束条件
3.1.3 误差场景下的约束条件
3.1.4 场景模型的紧凑形式
3.2 场景模型的DANTZIG-WOLFE分解及并行求解
3.2.1 场景模型的Dantzig-Wolfe分解
3.2.2 乘子修正策略
3.2.3 并行计算步骤
3.3 算例分析
3.3.1 小型测试系统
3.3.2 某省级系统
3.4 本章小结
第四章 随机动态经济调度的样本均值近似模型及并行单纯形算法
4.1 随机动态经济调度问题的样本均值近似模型
4.1.1 目标函数
4.1.2 各个场景的运行约束
4.1.3 样本均值近似模型的紧凑形式
4.2 并行单纯形法求解样本均值近似模型
4.2.1 模型的数学变换与并行计算
4.2.2 计算步骤
4.3 算例分析
4.3.1 小型测试系统
4.3.2 某省级系统
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表
【参考文献】：
期刊论文
[1]《2018～2019年度全国电力供需形势分析预测报告》速览[J]. 中国电力企业管理. 2019(03)
[2]交流潮流约束机组组合的部分代理割方法[J]. 陈鸿琳,刘明波. 中国电机工程学报. 2018(09)
[3]含风电场和抽水蓄能电站的多目标安全约束动态优化调度[J]. 黄庶,林舜江,刘明波. 中国电机工程学报. 2016(01)
[4]消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度 (二)不确定集合构建与保守度调节[J]. 李志刚,吴文传,张伯明. 电力系统自动化. 2014(21)
[5]考虑风电接入的大型电力系统多目标动态优化调度[J]. 杨柳青,林舜江,刘明波,李清. 电工技术学报. 2014(10)
[6]消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度 (一)调度模式与数学模型[J]. 李志刚,吴文传,张伯明. 电力系统自动化. 2014(20)
[7]计及风电考虑离散化发电调节约束的在线滚动调度方法[J]. 李志刚,吴文传,张伯明,孙宏斌. 电力系统自动化. 2014(10)
[8]求解多目标随机动态经济调度问题的场景解耦方法[J]. 付一木,刘明波. 电力系统自动化. 2014(09)
[9]安全性与经济性协调的鲁棒区间风电调度方法[J]. 陈建华,吴文传,张伯明,王彬,郭庆来. 中国电机工程学报. 2014(07)
[10]基于风电功率概率预测和运行风险约束的含风电场电力系统动态经济调度[J]. 刘德伟,郭剑波,黄越辉,王伟胜. 中国电机工程学报. 2013(16)
博士论文
[1]考虑随机风电接入的动态经济调度问题研究[D]. 付一木.华南理工大学 2016
[2]含风电接入的大规模电力系统日前优化调度研究[D]. 赵文猛.华南理工大学 2016
硕士论文
[1]风电并网系统的旋转备用优化策略研究[D]. 张志鹏.东北电力大学 2017
本文编号：3708988
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 含风电接入的电力系统优化调度方法
1.2.2 求解大规模优化调度问题的主要算法
1.3 本文主要工作
第二章 随机规划问题的建模及并行计算方法
2.1 随机规划问题的场景模型
2.2 随机规划问题的样本均值近似模型
2.3 DANTZIG-WOLFE分解方法
2.3.1 Dantzig-Wolfe分解法的基本原理
2.3.2 算法最优性分析
2.3.3 计算步骤
2.3.4 并行计算
2.4 并行单纯形法
2.4.1 单纯形法的基本原理
2.4.2 基矩阵的数学变换
2.4.3 算法设计与并行实现
2.5 本章小结
第三章 随机动态经济调度的场景模型及DANTZIG-WOLFE分解算法
3.1 随机动态经济调度问题的场景模型
3.1.1 优化目标
3.1.2 预测场景下的约束条件
3.1.3 误差场景下的约束条件
3.1.4 场景模型的紧凑形式
3.2 场景模型的DANTZIG-WOLFE分解及并行求解
3.2.1 场景模型的Dantzig-Wolfe分解
3.2.2 乘子修正策略
3.2.3 并行计算步骤
3.3 算例分析
3.3.1 小型测试系统
3.3.2 某省级系统
3.4 本章小结
第四章 随机动态经济调度的样本均值近似模型及并行单纯形算法
4.1 随机动态经济调度问题的样本均值近似模型
4.1.1 目标函数
4.1.2 各个场景的运行约束
4.1.3 样本均值近似模型的紧凑形式
4.2 并行单纯形法求解样本均值近似模型
4.2.1 模型的数学变换与并行计算
4.2.2 计算步骤
4.3 算例分析
4.3.1 小型测试系统
4.3.2 某省级系统
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表
【参考文献】：
期刊论文
[1]《2018～2019年度全国电力供需形势分析预测报告》速览[J]. 中国电力企业管理. 2019(03)
[2]交流潮流约束机组组合的部分代理割方法[J]. 陈鸿琳,刘明波. 中国电机工程学报. 2018(09)
[3]含风电场和抽水蓄能电站的多目标安全约束动态优化调度[J]. 黄庶,林舜江,刘明波. 中国电机工程学报. 2016(01)
[4]消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度 (二)不确定集合构建与保守度调节[J]. 李志刚,吴文传,张伯明. 电力系统自动化. 2014(21)
[5]考虑风电接入的大型电力系统多目标动态优化调度[J]. 杨柳青,林舜江,刘明波,李清. 电工技术学报. 2014(10)
[6]消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度 (一)调度模式与数学模型[J]. 李志刚,吴文传,张伯明. 电力系统自动化. 2014(20)
[7]计及风电考虑离散化发电调节约束的在线滚动调度方法[J]. 李志刚,吴文传,张伯明,孙宏斌. 电力系统自动化. 2014(10)
[8]求解多目标随机动态经济调度问题的场景解耦方法[J]. 付一木,刘明波. 电力系统自动化. 2014(09)
[9]安全性与经济性协调的鲁棒区间风电调度方法[J]. 陈建华,吴文传,张伯明,王彬,郭庆来. 中国电机工程学报. 2014(07)
[10]基于风电功率概率预测和运行风险约束的含风电场电力系统动态经济调度[J]. 刘德伟,郭剑波,黄越辉,王伟胜. 中国电机工程学报. 2013(16)
博士论文
[1]考虑随机风电接入的动态经济调度问题研究[D]. 付一木.华南理工大学 2016
[2]含风电接入的大规模电力系统日前优化调度研究[D]. 赵文猛.华南理工大学 2016
硕士论文
[1]风电并网系统的旋转备用优化策略研究[D]. 张志鹏.东北电力大学 2017
本文编号：3708988
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