風(fēng)電大規(guī)模接入下的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估

【摘要】：隨著世界能源需求的增長(zhǎng)以及化石燃料資源日趨枯竭,可再生能源的開發(fā)與利用越來(lái)越多的受到各國(guó)政府的重視。由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展較快而且相對(duì)成熟,此外風(fēng)力發(fā)電的成本相也對(duì)低廉,綜合這些有利因素,風(fēng)力發(fā)電逐漸成為常規(guī)能源發(fā)電的一種最主要的替代形式。但是由于風(fēng)能具有隨機(jī)性和間歇性的特點(diǎn),風(fēng)電機(jī)組輸出功率波動(dòng)大、難以控制,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)之后,其對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全可靠運(yùn)行帶來(lái)了巨大的影響,尤其是在電力系統(tǒng)可靠性方面。本文在深入分析了風(fēng)力發(fā)電特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上,建立了含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)元件可靠性模型,以反映電力系統(tǒng)元件故障、負(fù)荷波動(dòng)等不確定性以及風(fēng)能的隨機(jī)性,并基于蒙特卡洛模擬法,提出了含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法,針對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)給電力系統(tǒng)可靠性帶來(lái)的影響進(jìn)行深入研究。本文進(jìn)行的主要工作內(nèi)容如下：(1)課題背景介紹。闡述了研究含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性的重要性和必要性,總結(jié)了含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,構(gòu)架了全文的主要研究?jī)?nèi)容。(2)建立電力系統(tǒng)元件可靠性模型。模型是電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的基礎(chǔ),本文根據(jù)風(fēng)能隨機(jī)性的特點(diǎn)建立了反映風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的概率分布模型——威布爾分布模型。此外,在風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速隨機(jī)概率分布模型的基礎(chǔ)之上,充分考慮了風(fēng)電機(jī)組輸出功率與風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速以及風(fēng)電機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率等不確定因素的關(guān)系,建立了風(fēng)電場(chǎng)的可靠性模型。同時(shí),還建立了計(jì)及風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算模型(3)提出基于蒙特卡洛模擬法的含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法。蒙特卡洛模擬法是電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估普遍采用的數(shù)學(xué)方法,本文詳細(xì)介紹了基于非序貫和序貫蒙特卡洛模擬法的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法的基本原理和特點(diǎn),比較了兩種評(píng)估方法的優(yōu)缺點(diǎn),并介紹了電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估的常用指標(biāo)及其計(jì)算方法。本文提出了基于蒙特卡洛模擬法的含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法,并介紹了評(píng)估方法具體的評(píng)估內(nèi)容和步驟,給出了具體的評(píng)估流程。(4)研究風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響。以含風(fēng)電場(chǎng)的改進(jìn)IEEE-RTS79測(cè)試系統(tǒng)為例,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的接入位置、風(fēng)電場(chǎng)的接入方式、風(fēng)電場(chǎng)的容量等因素逐一分析,并通過(guò)系統(tǒng)的切負(fù)荷概率LOLP和期望切負(fù)荷量EDNS這兩個(gè)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)來(lái)研究風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電場(chǎng) 電力系統(tǒng) 可靠性評(píng)估 蒙特卡洛模擬法
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM732;TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估11-13
• 1.2.2 含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估13-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第2章 含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性模型16-21
• 2.1 風(fēng)電場(chǎng)可靠性模型16-18
• 2.1.1 風(fēng)速的概率分布模型16
• 2.1.2 風(fēng)電機(jī)組出力模型16-17
• 2.1.3 風(fēng)電機(jī)組的停運(yùn)模型17-18
• 2.2 常規(guī)元件可靠性模型18-19
• 2.3 負(fù)荷模型19-20
• 2.3.1 峰荷的模糊模型19-20
• 2.3.2 負(fù)荷持續(xù)曲線的離散概率分布20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估基礎(chǔ)理論21-28
• 3.1 可靠性評(píng)估方法21-22
• 3.1.1 解析法21
• 3.1.2 模擬法21-22
• 3.2 基于不同抽樣原理的蒙特卡洛模擬法22-25
• 3.2.1 非序貫蒙特卡洛模擬法22-24
• 3.2.2 序貫蒙特卡洛模擬法24-25
• 3.3 可靠性評(píng)估指標(biāo)25-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第4章 基于蒙特卡洛模擬法的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法28-39
• 4.1 引言28
• 4.2 狀態(tài)抽樣28-30
• 4.2.1 非序貫蒙特卡洛模擬法28-29
• 4.2.2 序貫蒙特卡洛模擬法29-30
• 4.3 狀態(tài)分析30-36
• 4.3.1 潮流計(jì)算30-33
• 4.3.2 系統(tǒng)解列的判斷33
• 4.3.3 最優(yōu)負(fù)荷消減模型33-36
• 4.4 誤差分析與收斂判據(jù)36-37
• 4.5 評(píng)估流程37-38
• 4.6 本章小結(jié)38-39
• 第5章 風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響39-45
• 5.1 算例描述39
• 5.2 風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響39-40
• 5.3 風(fēng)電滲透率對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響40-42
• 5.4 風(fēng)電并網(wǎng)位置對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響42-43
• 5.5 風(fēng)機(jī)故障相關(guān)性對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響43-44
• 5.6 本章小結(jié)44-45
• 第6章 結(jié)論與展望45-47
• 6.1 結(jié)論45
• 6.2 展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作51-52
• 致謝52-53
• 作者簡(jiǎn)介53

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