含新能源发电的电力系统优化调度策略实现毕业设计.doc

含新能源发电的电力系统优化调度策略实现毕业设计 目 录 第一章 绪 论 1 1.1研究背景及意义 1 1.2国内外研究现状 4 1.3本文的主要研究工作 11 第二章 电力系统日前调度风险评估 12 2.1风险的含义 12 2.2风险评估方法 12 2.3新能源并网给电力系统带来的风险 13 2.4风电功率的预测与计算 14 2.5风险评估计算 15 2.6本章小结 17 第三章 含新能源发电的电力系统优化调度模型 19 3.1优化调度模型 19 3.2建立数学优化模型 21 第四章 分布式原对偶次梯度算法 22 4.1算法介绍 22 4.2算法原理 23 4.3算例分析 23 第五章 总结与展望 27 5.1全文总结 27 5.2研究展望 28 结束语 29 致 谢 30 参考文献 31 第一章 绪 论 本章将会对课题的研究背景和意义做详细的阐述，同时对国内外研究现状做一个简单的综述。在此基础上，会提出本文的研究内容、研究方法。在此，本文对有关新能源方面概念的提法做一个统一。涉及风力发电部分的，“风电”是“风力发电”的简称；“风电机”是指单台的风力发电机；“风电场”是指在同一个区域内安装多台风电机，组成机群向电网供电。涉及光伏发电部分的，“光电”是“光伏发电”的简称；“光电板”指单块的光伏发电阵列；“光电场”是指在同一个区域内安装多块光伏发电阵列，组成机群向电网供电。其它新能源，例如地热能、海洋能、生物质能等，由于在新能源发电贡献中占有的比例很少，本文不加以论述。 1.1研究背景及意义 1.1.1能源与环境问题 改革开放以来，中国的发展取得了举世瞩目的成就，经济发展速度异常迅速，当前国内的生产力水平也达到了前所未有的高度。然而“中国式奇迹”背后隐藏着许多“中国式难题”，其中最亟待解决的当属生态环境问题和能源匮乏问题。能源作为人类社会生存、发展的物质基础，在国民经济中占据十分重要的地位。能源就是国家实现现代化的动力，它驱动着现代化进程的步伐，现代化程度越高的国家对能源的依赖越强。随着近年来我国经济的高速发展，煤电油的供求关系明显趋紧，全国出现大范围的拉闸限电，煤炭供应紧张，石油进口量激增[1]；同时必须清楚的是，我国高速增长的GDP来自粗放式的发展模式、能源结构中煤炭资源占最大比例、能源利用效率很低，这些使得我国的煤炭资源的开发和消耗都位居世界首位，并带来居世界次位的CO2排放量；汽车尾气已经成为人体健康的无形杀手，“穹顶之下”的雾霾严重影响了人民的衣食住行。相当长的一段时间内，这种以煤炭为主的能源结构仍会存在。我国的环境污染日益加重，生态环境持续遭到破坏，在国际社会上也会承担越来越大的舆论压力，同时进一步影响国家的现代化发展。自《京都议定书》的生效以来，历次哥本哈根会议都大力倡导“节能减排”、“低碳经济”以积极应对严刻的能源与生态问题。大力发展新能源产业已成为全球经济的发展方向和导航标。 1.1.2风电产业的发展现状与前景 自步入二十一世纪以来，全球范围内新能源尤其是可再生能源得到迅猛发展。其中，风能呈现出极快的增长态势，并将成为仅次于石油、化工燃料的核心能源，全世界风电场的数量和规模以32%的高速在增加。 纵观全世界的风能发展报告，欧洲在此方面的发展最好。约2020年左右，风能的使用将惠及50%的欧洲人口；欧洲风能利用协会规划在近海岸地区着力开发利用丰富的风能资源，并预计约2025年风力发电可以满足欧洲居民所有电力使用需求。 我国近年来的风力发电也取得很多成就，发电规模已经居世界首列，并拥有增长最快的风电市场。全球风能理事会公布的数据显示，2001-2013年全世界累计风电装机容量为24.08%年复合增长率，而同期中国为57.12%，增长率在全世界排名第一；2013年，我国风电装机新增容量为16,100兆瓦，约占全世界总新增量的45.4%，同样全世界排名第一。2014年我国风电装机新增容量233505亿千瓦，较之2013年增约45.1%；截止2014年，我国累计风电装机容量为1.1476339亿千瓦，相比2013年新增25.5%。　32,000千米，风能资源极其丰富，其风能发展潜力巨大。2009年，气象局对风能资源进行一个测量统计，结果表明，我国大于3级的风能资源陆上潜在开发量为2,380吉瓦（风功率密度大于300瓦/平方米为3级风能资源），4级以上风能资源陆上潜在开发量为 1,130吉瓦（风功率密度大于400瓦/平方米为4级风能资源），并且5至25米水深线以内的近海区域3级以上风能资源潜在开发量为200吉瓦[1]。我国风能资源具有广泛分布性，东南沿海及附近岛屿以及北部地区风能资源最为集中，其中北部地区风能丰富带风功率密度在200-300瓦/平方米以上，有的可达500瓦