含风力发电的电力系统经济调度————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：学号：常州大学毕业论文（2012届）题目含风力发电的电力系统经济调度学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导教师专业技术职务二零一二年五月含风力发电的电力系统经济调度摘要：随着煤、石油、天然气储量的日益减少和二氧化碳等温室气体的不断增加。
全球气候变暖，海平面上升。
新能源的利用越来越受到人们的重视，风能作为一种干净的、储量极为丰富的可再生能源，是新能源领域中最重要、开发前景最好的能源之一。
由于风能的随机性，风力发电使得电力系统调度的不确定性因素增加，对电力系统经济调度提出了新的要求。
根据火电厂和并网风力发电机组经济调度的特点，建立含风力发电的电力系统经济调度模型。
并采用混合整数规划法来解决含风力发电的经济调度问题。
通过算例可知，风电的加入减小了系统运行的燃料成本，改变了常规火电机组的启停和出力。
本文充分利用了风电清洁可再生的特点，减少的高能耗火电机组的启停，达到节能减排的目标，实现低碳生活。
关键词：电力系统；风力发电；混合整数规划法Economic Dispatching of Power System including WindPower GenerationAbstract：With increasing of coal，oil and natural gas reserves dwindling and carbon dioxide and other greenhouse gases．Global warming causes sea levels rising. The use of new energy is receiving more attention．Wind energy as a kind of clean，abundant reserves renewable energy is the most important energy of new energy source.Due to the randomness of wind energy, the use of wind power will increase the uncertain factors of the power system dispatching, and new demands of the economic dispatching of the power system should be raised. According to the characteristics of economic dispatching of thermal plants and wind power, and established economic dispatching model of power system include wind power. The mixed integer programming approach theory is used, which aims to solve the problems between the wind power units and thermal units. Examples indicate that the combination of wind and thermal power will reduce the fuel cost of the running system, the conventional units’ status of on and off and their outputs are also affected. In this article, the clean and renewable characteristics of wind power is fully used, reduced the thermal units’status of on and off. It can achieve emissions-reduction targets, and low carbon life will come true.Keywords：power system, wind power generation, mixed integer programming approach目录摘要................................................................................................................................................... I Abstract............................................................................................................................................ II 目录................................................................................................................................................. I II 1 引言.. (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2研究意义 (1)1.2 风力发电现状和发展趋势 (2)1.2.1 全球风电的发展现状 (2)1.2.2国内风能发展现状 (3)1.2.3风力发电的发展趋势 (4)1.3本文的主要工作 (7)2含风力发电的电力系统经济调度 (8)2.1风电的优势和局限性 (8)2.2风电并网对电力系统的影响 (9)2.2.1 风电并网对电网电压的影响 (9)2.2.2风电并网对电力系统暂态稳定性的影响 (9)2.3传统火电机组优化调度模型 (10)2.3考虑风电的电力系统经济调度模型 (11)2.3.1 设计思路 (11)2.3.2目标函数 (12)2.3.3约束条件 (12)3电力系统经济调度算法 (14)3.1优化问题及其分类 (14)3.2优化问题解决方法 (16)3.2.1优化算法目前的发展状况 (16)3.2.2启发式方法 (17)3.2.3动态规划法 (18)3.2.4混合整数规划法 (18)3.2.5拉格朗日松弛法 (19)3.2.6遗传算法 (20)3.3算法比较和选择 (21)4 软件介绍及算例分析 (22)4.1 程序的编制、运行与调试 (22)4.1.1 CPLEX介绍 (22)4.1.2程序的运行及调试 (24)4.2算例分析 (24)4.2.1不考虑风力发电的火电厂经济调度 (24)4.2.2考虑风力发电的火电厂经济调度 (25)5 结论与展望 (26)参考文献 (27)附录 (28)1 引言1.1课题研究背景及意义1.1.1 研究背景近年来，人们普遍关注能源和环境问题。
一方面，化石燃料消耗的大幅攀升，以及化石燃料的不可再生性，在本世纪上半页即将耗尽。
促使人们更多地关注资源问题对未来可持续发展的影响；另一方面，全球变暖已经成为环保人士关心的核心问题。
21世纪能源危机迫在眉睫，世界经济的发展以及我国的现代化建设，都得益于化石能源的广泛应用；由于化石能源的不可再生性，在本世纪上半叶化石能源将被人类消耗接近枯竭，所以在枯竭之前人们努力研究新能源，争取在化石能源枯竭之前找到合理的代替品。
近年来，随着我国改革开放的进一步深入，国民经济的飞速发展，能源进口需求激增、供需矛盾日益紧张，世界能源国的对我国经济发展的控制越来越强，我国在新能源的投入加强了很多。
另外，人类滥用化石能源，对煤，石油，天然气等资源毫无节制的使用，全球的气候和环境已经发生了很大的变化，气候变暖，海平面上升，已经对人类的生存和发展发展形成了严重威胁，降低因化石能源使用所产生的温室气体的排放已成为人们的共识。
1997 年《京都议定书》(Kyoto Protocol)的签署标志着各国开始采取共同措施致力于解决温室气体排放[1]。
作为一个发展中国家，中国目前还不需要进行减排的任务，但是我国粗狂的发展模式以及以煤炭为主要能源，和能源利用率低的原因，使得煤炭生产与消费、SO2排放量均居世界首位，世界第二的二氧化碳排放国。
我国正面临着国际减排压力，形势严峻。
风能资源具有蕴量巨大，全球的风能约为 2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
人们自古就利用风能来抽水、磨面等工作；近年来，随着科技的发展，对清洁能源的重视，人们把目光投向了风力发电，风力发电技术的越发成熟，利用率越来越高，投入的几组越来越多，产生的电能也随着增加。
1.1.2研究意义风电是一种潜力很大的新能源，他不需要使用化石能源，不占耕地，运行成本低，无污染，更不会产生辐射等隐形污染，它是一种清洁的可再生资源。
我国幅员辽阔，风力资源丰富，电能消耗量大，所以风力发电在我国有着美好的前景。
我们应该大力扶持对风力发电以及对含风电的电力系统经济调度的研究。
电力系统经济调度是电力系统经济运行的重要课题，其目标是实时调度发电机组出力，以较少的发电成本保证机组发电与用电负荷之间的平衡。
由于风力发电不消耗化石燃料，中国政府制定了可再生能源法限定电网公司必须全数收购所有可再生能源发电。
因此，风力发电占全系统装机容量的上升将对我国电力系统的经济、稳定运行造成重大的影响。
1.2 风力发电现状和发展趋势1.2.1 全球风电的发展现状在过去的5年间，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快的能源地位。
2005年以来，全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%，新增装机容量年平均增长率为36.1%。
2010年全球装机容量达196630MW，新装机容量37624MW，比去年同期增长23.6%。
2010年新增装机容量相当于430TWH年发电量，占全球总发电量的2.5%，总量超过世界第六大经济体—英国。
图1.1 2001-2011年全球每年总装机容量（MW）图1.2 2001-2011年每年新增总装机容量（MW）2010年全球风能产值近400亿欧元，创造就业岗位约67万余个。