电力系统可中断负荷管理和机组组合问题研究

论文摘要

我国现阶段正处于电力市场改革的过渡阶段,电力市场的核心是通过利益来驱动电力行业各个参与者的行为,达到符合电力工业自身要求的经济性最优。另一方面,长期以来我国电网都面临着缺电的局面,从电力市场需求侧挖掘潜力是解决电力供应短缺的非常重要的手段,可中断负荷管理是电力市场需求侧管理的一项重要内容。此外机组组合问题一直以来也是电力工业中的一个重要问题,它在确保系统稳定可靠的前提下能够提高系统的经济性。进入电力市场后,经济性变得更为突出,因此研究机组组合问题也就显得十分必要。本文从电力工业市场化角度对可中断负荷管理和机组组合问题研究的重要性进行阐述,介绍了可中断负荷管理的研究现状,归纳总结了机组组合的常用算法与国内外最新研究进展。结合可中断负荷管理在国外实施的成功经验,本文在对电力公司和可中断用户的中断成本和效益进行分析的基础上,提出一种基于离散用户类型参数的可中断负荷合同模型,该模型以电力公司支付的补偿费用最小为目标函数,考虑了电力公司和可中断用户两者利益上的约束,实际系统算例表明了该模型的有效性。本文介绍了拉格朗日松弛法在机组组合问题中的传统应用,并对算法的性能和难点进行了分析。针对上述难点,本文提出了一种考虑完整交流潮流约束的机组组合模型,并对该模型表达式的求解进行了深入研究。该模型包括了一些非常重要的非线性约束条件,如完整的交流潮流方程、电压/线路潮流约束,同时保持了拉格朗日松弛法传统应用中动态规划和OPF子问题的分离结构。针对OPF子问题占用机组组合问题求解过程大部分时间的问题,并且为了充分利用模型中动态规划和OPF子问题的分离结构,本文采用快速可靠的内点法求解OPF子问题,同时采用并行处理方法加快计算速度,使本文方法具有应用于大型机组组合问题的潜力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 可中断负荷管理概述
• 1.3 机组组合问题概述
• 1.4 本文所做的主要工作
• 第二章 可中断负荷管理
• 2.1 可中断负荷合同
• 2.2 可中断负荷影响因素分析
• 2.2.1 提前通知时间
• 2.2.2 停电持续时间
• 2.2.3 停电发生时间
• 2.2.4 缺电比率
• 2.3 可中断负荷管理实践情况
• 2.4 可中断负荷管理的优点
• 2.4.1 对系统可靠性的贡献
• 2.4.2 对削减价格尖峰的贡献
• 2.4.3 对减少系统成本的贡献
• 2.4.4 给市场参与者带来的利益
• 2.5 一种基于离散用户类型参数的可中断负荷合同模型
• 2.5.1 可中断负荷措施的成本效益分析
• 2.5.2 可中断负荷合同模型
• 2.5.3 算例分析
• 2.5.4 结论
• 第三章 机组组合问题研究的预备知识
• 3.1 内点法在电力系统最优潮流的应用
• 3.1.1 最优潮流模型
• 3.1.2 最优潮流问题的内点法
• 3.2 拉格朗日松弛法
• 3.2.1 拉格朗日松弛法理论
• 3.2.2 拉格朗日松弛算法
• 3.3 并行计算原理
• 3.3.1 并行计算概述
• 3.3.2 并行算法的加速比和效率
• 3.3.3 MPI简介
• 第四章 基于OPF约束的机组组合问题研究
• 4.1 机组组合问题定义
• 4.2 拉格朗日松弛法应用及其难点
• 4.3 考虑OPF约束的机组组合问题研究
• 4.4 机组组合算例分析
• 4.4.1 串行计算结果
• 4.4.2 并行计算结果
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录1
• 附录2