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摘要：電力行業(yè)消耗了大量的傳統(tǒng)能源，對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生巨大的壓力。碳交易的提出，迫使電力行業(yè)通過(guò)技術(shù)手段降低碳排放量。風(fēng)能作為一種具有發(fā)展前景的清潔能源，受到人們的青睞。然而，風(fēng)電的不確定性給電力調(diào)度帶來(lái)一系列的困難。本文結(jié)合碳交易的不同引入方式以及風(fēng)電的不確定性，對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行研究，依次建立不同的數(shù)學(xué)模型，并逐步改進(jìn)，力求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的最優(yōu)化。 首先，建立靜態(tài)低碳電力調(diào)度模型，優(yōu)化電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境成本，引入碳價(jià)格將多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。另外，用概率論的方法描述風(fēng)電出力特征。風(fēng)電不確定性給電力系統(tǒng)帶來(lái)的損失，引入懲罰因子和備用因子進(jìn)行估計(jì)風(fēng)電不確定性給電力系統(tǒng)帶來(lái)的損失。仿真算例以?xún)膳_(tái)風(fēng)電機(jī)組和兩臺(tái)火電機(jī)組為例，對(duì)模型的重要參數(shù)做靈敏度分析。結(jié)果顯示，碳價(jià)格的提高對(duì)火電機(jī)組出力具有限制作用，懲罰因子和備用因子也可以根據(jù)碳價(jià)格的情況確定。 其次，建立動(dòng)態(tài)低碳電力調(diào)度模型，充分考慮電力系統(tǒng)的安全性，在一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)研究火電機(jī)組出力情況。對(duì)于風(fēng)電不確定性的處理，在概率論方法的基礎(chǔ)上，提出場(chǎng)景分析。模型的改進(jìn)為求解帶來(lái)了困難，鑒于此，本文對(duì)NSGA-II算法作簡(jiǎn)要介紹，并通過(guò)該算法生成Pareto最優(yōu)解集，結(jié)合碳價(jià)格進(jìn)行輔助決策。算例結(jié)果以六臺(tái)風(fēng)電機(jī)組和一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)為例，根據(jù)三種不同的碳價(jià)格水平，確定最優(yōu)的電力系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃。 最后，建立基于碳排放權(quán)的動(dòng)態(tài)低碳電力調(diào)度模型，對(duì)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)一步優(yōu)化，并將碳排放額作為約束條件，供電力系統(tǒng)內(nèi)部合理安排。算例部分對(duì)比定額減排條件下五種調(diào)度模式的優(yōu)劣，并以三臺(tái)火電機(jī)組和一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)為例。結(jié)果表明，所有火電機(jī)組共享一個(gè)碳排放指標(biāo)是最優(yōu)的調(diào)度模式，而非合作模式與合作模式23(第二臺(tái)和第三臺(tái)火電機(jī)組共享碳排放指標(biāo))產(chǎn)生最多的經(jīng)濟(jì)成本，這是由于三臺(tái)火電機(jī)組的能耗曲線(xiàn)決定的。另外，對(duì)超額減排所帶來(lái)的問(wèn)題提出兩點(diǎn)解決思路，并探究減排力度與負(fù)荷降低的百分比的定量關(guān)系，為電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商實(shí)施超額減排策略提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；碳交易；多目標(biāo)優(yōu)化；風(fēng)電
目錄 摘要 ABSTRACT 第一章 緒 論 1.1 研究背景 1.2 研究目的和意義 1.3 研究現(xiàn)狀 1.4 本文研究工作 第二章 靜態(tài)低碳電力調(diào)度 2.1 模型 2.1.1 目標(biāo)函數(shù) 2.1.2 約束條件 2.2 風(fēng)電不確定性 2.2.1 風(fēng)速特征 2.2.2 風(fēng)電出力特征 2.3 算例分析 2.3.1 投資態(tài)度對(duì)調(diào)度計(jì)劃的影響 2.3.2 碳價(jià)格對(duì)調(diào)度計(jì)劃的影響 2.3.3 碳價(jià)格、投資態(tài)度對(duì)調(diào)度計(jì)劃的綜合影響 2.4 本章小結(jié) 第三章 動(dòng)態(tài)低碳電力調(diào)度 3.1 模型 3.1.1 目標(biāo)函數(shù) 3.1.2 約束條件 3.2 風(fēng)電不確定性 3.2.1 風(fēng)電出力特征 3.2.2 場(chǎng)景分析 3.3 模型求解 3.4 輔助決策 3.5 算例分析 3.6 本章小結(jié) 第四章 基于碳排放權(quán)的動(dòng)態(tài)低碳電力調(diào)度 4.1 模型 4.1.1 目標(biāo)函數(shù) 4.1.2 約束條件 4.2 碳交易、碳排放權(quán)以及碳價(jià)格 4.3 算例分析 4.3.1 定額減排 4.3.2 超額減排 4.4 本章小結(jié) 第五章 結(jié) 論 參考文獻(xiàn) |
