基于改进混合整数线性算法的多能源电网的优化

回顾人类的发展历史,能源需求的改变都与世界经济的变革密切相关。随着高压远距离输电的成功,电力使工业发展完全摆脱了地理位置的约束,既可以从本地的电厂获得,也可以将远处的水力发电和风力发电的电能远距离传输进行使用。近年来,由于化石能源的日渐枯竭,以及持久以来的不当使用带来的全球性环境问题的爆发,现代工业对可再生能源的需求日渐高涨。特别是进入21世纪以来,以风能,水能和太阳能为代表的可再生能源发展势头强劲,能源需求的历史性转型正在全球范围内悄悄孕育,如何开发和利用可再生能源与经济可持续发展密切相关。有相关研究表明,电能形式是可再生能源能被利用的有效途径之一。因此,对水-火-新能源电网优化运行的研究具有重要意义。同时网络安全约束作为保障电网稳定性和安全性的条件之一,在新能源并网的研究中不可或缺。本文围绕考虑安全约束的多能源电网的优化问题进行了探讨,并开展以下工作:(1)综合分析并且讨论影响可再生新能源发电稳定性的原因,建立概率分布模型,并采用拉丁超立方抽样的方法模拟生成大量的风电场景,对风能发电功率的可能情况进行预测。之后采用k-means聚类方法将特征相似的场景进行划分,从中选出具有代表性的场景,在维持准确性的情况下减少模型的计算量。最后表明此方法可以很好的模拟风能发电的不确定性。(2)模型计算分三部分进行,分别为传统的机组组合优化调度模型,考虑新能源并网互补的调度模型以及考虑网络安全约束的多能源优化模型。另外,抽水蓄能电站作为储能系统的代表,不仅能够提高电能质量而且能够保证供电的稳定性和可靠性。因此本文构建了含有水-火-风多能源电力系统模型。对影响抽水蓄能电站的两个重要指标进行了定量分析,同时网络安全约束也被考虑在内,共同为多能互补电网的高效优质的运行提供了理论依据。(3)机组组合模型的规模增大给混合整数规划带来了巨大的压力,因此对算法的效率提出了更高的要求,本文提出了一种改进的混合整数线性算法,并将改进的模型应用于大规模的机组组合问题当中,同时与传统的对称消除模型和其他算法进行了横向对比,通过改变系统的规模和收敛精度对各个算法进行全面比较,结果显示该算法在效率和最优解上具有明显的优势。