01
绪论:多风电场联合开发的背景与意义
国内外研究现状,课程内容与目标
背景综述
02
风资源基础
风能形成原理,风速概率分布(威布尔分布),风功率密度计算
威布尔风功率
03
风电场建模
单风机功率曲线模型,尾流效应(Jensen模型),发电量计算
Jensen尾流
04
多风电场时空相关性
空间相关性分析(相关系数),时间序列特性,波动性指标
相关性波动
05
电力系统基础
潮流计算简介,节点电压与线路功率约束,电力市场基本概念
潮流市场
06
不确定性建模
风速预测误差分布,场景生成与削减(K-means),鲁棒优化基础
场景鲁棒
07
联合规划框架
集中式 vs 分布式规划,目标函数(经济性、可靠性),约束体系
框架约束
08
协同效益分析
容量因子提升,出力平滑效应,输电通道共享效益
平滑共享
09
投资决策模型
净现值(NPV)、内部收益率(IRR)计算,敏感性分析
NPVIRR
10
输电规划基础
输电容量规划,网架结构优化,N-1安全准则
N-1网架
11
储能配置基础
储能类型与特性,容量优化,平抑波动策略
储能平抑
12
混合整数线性规划
MILP模型基础,分支定界法,求解器(Gurobi/Cplex)
MILPGurobi
13
多目标优化
帕累托前沿,加权求和法,ε-约束法
帕累托ε-约束
14
双层规划模型
上层投资决策,下层运行模拟,KKT条件转化
双层KKT
15
分布式优化算法
ADMM算法原理,一致性约束,收敛性分析
ADMM分布式
16
场景法规划
典型场景选取,场景树构建,多阶段决策
场景树多阶段
17
随机规划
期望值模型,机会约束规划,样本均值逼近
机会约束SAA
18
鲁棒规划
盒式不确定集,椭球不确定集,两阶段鲁棒优化
不确定集两阶段
19
合作博弈理论
Shapley值,核仁解,成本分摊机制
Shapley分摊
20
市场机制设计
容量市场,辅助服务市场,绿证交易
容量市场绿证
21
政策与补贴
中国风电上网电价政策,可再生能源配额制,碳交易市场
配额制碳交易
22
案例研究1:区域多风电场联合规划
数据准备与场景生成
案例数据
23
案例研究2:基于MILP的联合规划求解
Python+Pyomo实现
PyomoMILP
24
案例研究3:考虑储能的联合规划对比
储能方案对比分析
储能对比
25
案例研究4:合作博弈成本分摊
Shapley值计算与分摊
分摊博弈
26
软件工具
Python数据处理(Pandas/NumPy),Pyomo建模,Gurobi求解
PandasPyomo
27
结果可视化
发电量热力图,出力曲线对比,帕累托前沿图
热力图帕累托
28
方案评估
技术指标(弃风率、容量系数),经济指标(LCOE、IRR),综合评估
LCOE弃风
29
前沿趋势
人工智能在风电规划中的应用,数字孪生,海上风电联合开发
AI数字孪生
30
课程总结
核心知识点回顾,未来研究方向,推荐阅读资料
总结文献