考慮風力發電不確定性之有效─無效功率排程最佳化

Optimal Active-Reactive Power Scheduling with Wind Generation Uncertainties

凌士棠(Shih-Tang Ling)

指導教授 ： 陳昭榮

國立臺北科技大學/電資學院/電機工程系研究所/碩士(2014年)

摘要

本論文提出應用基因演算法於電力系統有效─無效功率之最佳化排程。過去研究常將一天24小時的有效、無效功率排程之最佳化(即機組調派、虛功率與電壓控制)分開探討，本文將以智慧型控制方法來整合兩者之最佳化，期望達到更完整之排程。在滿足所有運轉的限制式情況下，使火力發電機組之總發電成本、傳輸線總實功率損失最小化。近年來風力發電逐漸受到重視，但因其具有不確定之特性，故本文利用機率之抽樣方法取出10種24小時之風力發電資料，使火力發電機組在考慮此風力情境下達到近似最佳化的24小時排程。
本文透過分析模擬IEEE 30-Bus系統，以輪流方式對有效─無效功率進行最佳化，經由測試後證實所提出方法之可行性，並可求得近似最低總發電成本、降低輸電線有效功率損失以及使負載匯流排電壓在合理範圍內，期望能幫助調度人員作更經濟、安全的排程。

關鍵字

有效功率排程 ； 無效功率排程 ； 機組調派 ； 虛功率與電壓控制 ； 基因演算法 ； 風力發電

並列摘要

The thesis indicates the application of genetic algorithms in the optimal dispatch of active-reactive power of electric system. Past studies usually explore the optimization of one-day active-reactive power dispatch separately(unit commitment、reactive Power and voltage control). The thesis integrates the optimization of the two with intelligent control method, hopefully making more complete dispatch as well as minimizing the total cost of thermal power turbines and total MW loss of transmission lines under all the operational restrictions. Though wind power was taken more and more seriously recently; due to its uncertainty, ten different “twenty four hour- wind power data” was randomly picked in this thesis to decide how thermal power turbines achieve the quasi optimal dispatch considering different wind levels.
Through the analysis and simulation of IEEE 30-Bus system, we prove that it is feasible to acquire optimization by taking turns implementing active-reactive power experiments. This system also contributes to getting quasi minimal total electricity generation cost, decreasing the loss of active power of transmission lines and limiting voltage of load bus to a reasonable range, hopefully assisting dispatchers in making more economical and safer dispatch.

並列關鍵字

Active Power Scheduling ； Reactive Power Scheduling ； Unit Commitment ； Reactive Power and Voltage Control ； Genetic Algorithm ； Wind Power Generation

參考文獻

張益誠，使用班德氏分解法於最佳無效電力排程，碩士論文，國立臺北科技大學電機工程系，臺北，2013。

盧乃彥，應用田口－基因演算法於有效－無效功率調度最佳化，碩士論文，國立臺北科技大學電機工程系，臺北，2012。

李亨聲，應用基因法則與類神經網路於輸電系統無效功率調度，碩士論文，國立台北科技大學，台北，2005。

劉威良，田口─免疫演算法應用於含風力發電之火力機組調派，碩士論文，國立臺北科技大學電機工程系，臺北，2012。

劉律伸，應用量子基因演算法求解最佳短期火力機組排程，碩士論文，國立臺北科技大學電機工程系，台北，2012。