39410字硕士毕业论文蛙跳萤火虫的计算及其在风电场电力系统调度中的应用
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：39410字
论点：丹麦,风电,风力发电
论文概述：
本文通过对蛮火虫算法的研宄，提出了其优缺点，并经过分群改进对算法进行优化，将其应用于含风电场的电力系统的经济调度中去，并将结果与其他群智能优化算法相比较，最后对本文的研宄
论文正文：
第一章导言
1.1风力发电
近年来，随着工业经济的发展，全球能源需求不断增加，能源问题关系到国家的稳定和安全。传统能源的日益枯竭和对环境的严重污染迫使各国政府积极开发新能源，如太阳能、风能、核能等。风能作为新能源之一，在开发利用方面具有很大优势。全球风力资源丰富。风来自大自然，取之不尽，用之不竭。据统计，全球风能储量约为2.74×109兆瓦，可用于开发利用。此外，风能是一种清洁能源，对环境影响很小。风力发电是风能发展最重要的分支之一。特别是近年来，随着全球电力需求的不断增加，电力供需的稳定也关系到国家工业生产和生活的稳定，进一步推动了风电产业的发展。2012年7月30日印度大规模停电直接影响到6亿多人，铁路系统完全瘫痪，其他交通系统也严重拥堵。该事件直接导致数十亿卢比的损失。印度的能源安全和电力供应稳定已导致各国进一步反思。风力发电的开发和利用可以大大缓解电力行业的危机。国际能源机构在其《2011年世界能源展望》中指出，目前约有20%的世界人口生活在电力供应不足或不稳定的地区。其中大多数位于撒哈拉以南非洲、南亚和其他发展中国家。随着电力行业在各个行业的广泛渗透，停电问题将直接影响国内生产总值，带来巨大的经济损失，降低各个行业的生产率，进而影响国家的稳定。因此，供电问题严重阻碍了贫困地区的发展。风力发电发展历史悠久，技术积累成熟。近年来，风力发电市场规模不断扩大。在一些国家，它已经占据了一定的规模，有效缓解了能源危机和供电问题。风力发电也成为推动这些贫困地区经济发展的关键因素之一。
1.2国外风力发电产业的发展
丹麦、德国、美国、印度、西班牙等风力发电国家占该国总发电量的很大一部分。丹麦是最早开发风能资源的国家之一。丹麦依赖海洋，国土面积小，自然资源匮乏。然而，风力资源丰富。丹麦政府意识到风力资源的潜力，并于1891年开始研究风力发电。第一次世界大战期间，石油短缺和能源危机的影响使得丹麦政府更加关注能源问题。在此期间，风力发电行业发展迅速。第一次世界大战期间，丹麦风力发电达到一定规模，占农村发电量的1/4。第一次世界大战后，石油危机缓慢缓解，风力发电行业发展缓慢，依然不温不火。第二次世界大战期间，石油供应问题再次出现。能源危机曾经深深影响了丹麦。丹麦政府大力推动风力发电产业的发展，出现了当时世界著名的两家大型风力发电公司——莱加德(Lykkegard)和史密斯(Smidth)。1973年和1979年的能源危机再次出现，这再次推动了丹麦的风力发电产业。目前，丹麦拥有世界领先的风力发电水平。它的风力发电设备技术先进，销往世界各地。国内风电机组装机容量也很大，达到310万千瓦，占整个电网系统的20%。政府计划到2030年达到50%。由于丹麦海上风力资源丰富，近年来丹麦也积极发展海上风力发电，装机容量42千瓦，具有一定的市场规模。丹麦的海上风电场如图1所示。1:
德国政府一直敦促减少温室气体排放，大力发展清洁能源。目前，清洁电力已经占国内总发电量的35%，计划到2050年达到80%。为了促进这些进程，德国政府于2004年颁布了《可再生能源法》。实现这一目标的关键因素将是风力发电，目前风力发电占全国总发电量的近8%。其中，泰安市风力发电比例最高，风力发电规模达到40%。在达尔德塞姆，一大群风车在田野里形成了一个风车公园。值得注意的是，在选择风车的位置时，德国人应该研究鸟类的迁徙路线，以确保风车不会伤害鸟类。还可以利用地形掌握当地风力的特点，确保风车的最佳位置。未来德国风力发电的主要力量将是海上风力发电。德国政府认为，在2023年至2030年间，使海上风力发电总量达到2万至2.5万兆瓦是可行的，届时海上风力发电将占总耗电量的15%。
第二章风力发电模式
2.1风的特征
风是最常见的自然现象。要了解风的形成，我们必须了解地球周围大气的运动。大气流动也像水流一样从高压流向低压。太阳能是大气压力差的原因。因为角度是66度。地球的旋转轴和围绕太阳的旋转轴之间的5度，太阳的照射角度对于地球上不同的地方是不同的，并且对于相同的地方一年365天也是变化的。地球上某个地方接收到的太阳辐射能量与那个地方太阳辐射角的正弦成正比。地球的南极和北极接收的太阳辐射较少，所以温度低，气压高。赤道接收更多的热量、更高的温度和更低的气压。此外，地球每24小时绕旋转轴旋转一次，温度和气压昼夜变化。
由于大气的压差，大气从高压处流向低压处，然后导致空空气流动。自然，风形成了。风来自大自然，资源丰富。地球上到处都有风。由于地形地貌的原因，有些地方风力资源丰富，有些地方相对贫乏。由于地形、气流等原因，风速和风向也表现出很大的波动性。这给风速的短期预测带来了巨大的挑战。近年来，虽然世界各国都在努力研究风速预测中的问题，并取得了一定的进展，但预测结果仍然存在很大的误差。风速的长期动态仍有一定的规律可循。这是因为地形和气候，从长远来看，这显示了它的季节性规律。通过分析自动记录仪记录的数据，找出风速的变化规律。一般来说，风速是指测速位置的平均风速，而自然风是瞬时紊流与平均风速相结合后的风。为了研究风速的规律，人们把风速分解成两个分量，一个是缓慢变化的分量，另一个是快速变化的分量。风速平均值在一定范围内可以视为常数。通过长期观测记录获得风速平均值，并根据平均值预测该地区的风资源状况。风能研究领域的韦伯分布是风速平均值[26]的反映。但是，由于威布尔分布的时间尺度太大，风速动态变化的时间尺度很小，不能很好地用于风力发电系统的动态仿真研究，只能用于风能资源的研究。
第3章基本模糊控制器设计……35-44
3.1精确量的模糊性.........35-40
3.1.1模糊控制器的语言变量.........35
3.1.2量化因子和比例因子.........35-36[/比尔/] 3.1.3语言变量的选择.........36-37 [/BR/] 3.1.4语言变量宇宙的模糊子集.........37-39
3.1.5定数的模糊化.........39-40
3.2模糊控制算法.........40-42
3.3输出信息的模糊决策.........42-43
3.4本章摘要.........43-44
第四章静止无功补偿器的模糊非线性控制研究.........44-59
4.1控制系统概述.........44-45
4.2受控对象的数学模型.........45-48
4.3状态方程线性化.........48-50
4.4控制器设计.........50-56
4.5系统模拟.........56-58
4.6本章摘要.........58-59
第5章模糊电力系统稳定器.........59-70
5.1控制系统的特性.........59-60
5.2 FPSS控制算法分类.........60-63
5 . 2 . 1 FPSS规则推理.........60-61
5.2.2查找表FPSS.........61
5 . 2 . 3 FPSS方程式赛车.........61-63
5.3量化因子调整.........63-65
5.4控制器设计方法.........65-68[/溴/] 5.4.1模糊化.........65
5.4.2模糊推理.........65-66
5.4.3去模糊化.........66-68
5.5小干扰下的仿真分析.........68-69
5.6本章摘要.........69-70
结论
风力发电技术已经非常成熟，是一种清洁可靠的新能源。各国政府都在积极发展风力发电产业。风力发电市场规模不断扩大。与此同时，风电并网已成为一种趋势。小型风力发电并网并不困难。然而，目前风电并网规模越来越大，带来了一些技术难题。例如，大规模风电并网必然会影响整个电网系统的稳定性。本文从风电并网调度的角度分析了这一问题。主要研究内容如下:首先，本文分析了当前风力发电产业的发展历程和市场前景，论述了国内外风力发电产业，总结了目前国内外风力发电发展中遇到的瓶颈。这些瓶颈是我们今后需要研究和解决的方向。然后，本文阐述了发展风力发电的优缺点，提出了风力发电调度模型和本文应用的调度优化方法。
经过以上调查、讨论和解释，本文介绍了风的形成和特征，并对风速进行了建模。然后介绍了风电并网对电力系统的影响，研究了风电场的并网规模，分析了风电并网带来的一些备用成本。
其次，介绍了常规火电机组的建模方法，并对常规机组的发电成本和约束条件进行了详细的数学描述。然后，本文提出了蛙跳萤火虫算法。在分析了基本萤火虫算法的优缺点后，将随机蛙跳算法和萤火虫算法相结合，在算法中加入了全局最优解的思想，并引入了模拟退火算法。通过保持移动到次优解的概率，防止算法陷入局部极值。为了获得更好的效果，使用三个测试函数对改进算法进行了验证。实验结果表明，改进算法大大提高了收敛速度和求解精度。
最后，阐述了所应用的调度模型，包括调度的主要目标函数和约束条件，并利用蛙跳萤火虫算法求解调度方案。通过与基本萤火虫算法和粒子群算法的比较，证明了蛙跳萤火虫算法在解决风电场电力系统经济调度问题中的优越性，对未来的实际应用具有重要意义。
参考
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