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随着我国经济高速发展和新能源装机比重持续攀升导致电网峰谷差不断拉大,电力系统调峰问题日益凸显。抽水蓄能电站具有启停迅速、运转灵活、跟踪负荷强、近似零污染等特点,是一种优质的调峰电源。因此,本文主要研究含抽水蓄能电站的电力系统短期调峰问题,经过抽水蓄能电站削峰填谷后,不仅降低了电网负荷峰谷差,而且使剩余负荷曲线保持相对平稳,保证电力系统安全高效运行。 首先,运用国内外现有的研究成果,详细介绍了抽水蓄能电站的短期调峰特性,并与其它电源的短期调峰特性进行比较。提出了含抽水蓄能电站电力系统短期调峰问题的优化准则,介绍了电网剩余负荷的概念及计算方法,对研究短期调峰问题的优化算法进行了介绍。 其次,在火电-抽蓄作为主要电源的电力系统研究背景下,建立了以火电-抽蓄电力系统剩余负荷方差最小为目标函数的数学模型,并在目标函数中增加了电力系统剩余负荷最大允许值这一约束条件,运用遗传算法对目标函数进行求解。其中,采用罚函数对约束条件进行了处理,优化了遗传算法。选取一昼夜为优化调度周期,抽水蓄能电站初末水位已知,并将发电流量作为决策变量,在增加抽水蓄能电站之后,将抽水蓄能电站的抽水功率视为负荷的一部分,寻找使电力系统剩余负荷方差最小的每时段最优发电流量组合,从而达到优化剩余负荷曲线的目的。仿真实例结果表明,加入抽水蓄能电站后,日负荷曲线的基荷增加了300MW,峰谷差缩小了近500MW,平抑了剩余负荷曲线波动,调度周期内每时段的火电出力趋于平稳,优化了火电出力过程,减轻了火电在电力系统中的调峰压力。 最后,在水电-火电-抽蓄作为主要电源的电力系统研究背景下,建立了以水电-火电-抽蓄电力系统剩余负荷方差最小为目标函数的数学模型,并在目标函数中增加了电力系统剩余负荷最大允许值这一约束条件,运用遗传算法对目标函数进行求解。其中,采用罚函数对约束条件进行处理,优化了遗传算法。选取一昼夜为调度周期,将一个调度周期分为24个时段,并将水电站和抽水蓄能电站发电流量视为决策变量,分别取一周内工作日和非工作日的负荷曲线为研究对象,24个时段内的电站发电流量组成了48个变量,并在解集范围内先初始化50个离散点进行优化计算,寻找使电力系统剩余负荷方差最小的电站发电流量组合。仿真实例结果表明,加入抽水蓄能电站后,剩余负荷曲线更加平滑,调度周期内每时段的火电出力和水电出力均趋于平稳,优化了火电和水电出力过程,减轻了火电和水电在电力系统中的调峰压力。 通过对两个模型的比较发现当采用电力系统剩余负荷方差最小模型时,在不降低电网调峰幅度的情况下,可以使电网的剩余负荷曲线更加平滑,为电网安全稳定运行提供更合理的负荷需求,抽水蓄能电站发挥了更好的调峰效果。 本课题实现了含抽水蓄能电站的电力系统短期调峰研究,通过对剩余负荷曲线的优化,优化了火电和水电的出力过程,减轻了火电和水电的调峰压力;通过遗传算法的计算,提高了算法的精度,节约了计算时间,使得抽水蓄能电站的短期调峰优势更加突出。