風電發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的分析與研究

【摘要】：能源是經(jīng)濟與社會發(fā)展的基本動力,但常規(guī)能源的有限性和分布不均勻性使其并不能滿足經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要,因此發(fā)展可再生新能源已成為全球課題。我國有著豐富的風能資源,加快風電發(fā)展已成為我國能源發(fā)展的重要目標之一。由于風速受到氣候和地域等因素的影響使風機出力具有隨機性和不確定性,隨著大規(guī)模風電場并網(wǎng)發(fā)電,就會給電力系統(tǒng)的調(diào)度規(guī)劃和安全穩(wěn)定運行帶來新的挑戰(zhàn)。要想既能安全供電又能充分的利用風能,就需要借助概率潮流、時域分析等輔助工具對電力系統(tǒng)進行分析和計算。與常規(guī)能源相比,風力發(fā)電的最大特點在于其不確定性,屬于間歇性和隨機性能源,而目前的研究方法中多以確定性原則為前提,而沒有考慮不確定性帶來的影響。而且同一風電場中由于地域的相近,不同風電機群間的風速一般情況下就會有較強的相關(guān)性,因此風電場內(nèi)部已經(jīng)不能單獨地采用一臺風機等效。論文首先提出使用多項式正態(tài)變換方法處理風速相關(guān)性問題,常規(guī)相關(guān)性建模方法均需已知隨機變量的概率分布函數(shù),但對于多維的非正態(tài)隨機變量一般情況下很難給出完整的概率分布函數(shù),而多項式正態(tài)變換方法無需已知隨機變量的概率分布函數(shù),只需根據(jù)其數(shù)字特征然后通過特定的多項式正態(tài)變換即可快速準確的得到相關(guān)風速序列?；诖思夹g(shù)提出了一種求解含風電概率潮流問題的Kriging模型方法,該方法是一種方差估計最小的無偏估計算法。此外為對風電場并網(wǎng)發(fā)電進行暫態(tài)穩(wěn)定分析,本文提出了一種基于數(shù)字網(wǎng)系的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法,該方法的采樣值具有等分布性,可以讓隨機變量均勻的分布在采樣空間中。論文所提的兩種方法分別在PSAT、PSD-BPA軟件平臺上建立風電場出力模型,并進行潮流計算,只需要很短的仿真時間,就可以很快得到輸出隨機變量的概率分布,解決了傳統(tǒng)隨機性分析方法計算次數(shù)多、仿真時間長、占用內(nèi)存大的問題。將論文方法的分析數(shù)據(jù)和基于Monte Carlo法的精確解進行了比較,充分說明了論文算法的有效性、準確性和快速性,為電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)劃和安全穩(wěn)定運行不確定性分析提供了一種有參考價值的工具。 【關(guān)鍵詞】：概率潮流 Kriging模型 風電機群 相關(guān)性 數(shù)字網(wǎng)系 暫態(tài)穩(wěn)定
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景與意義9
• 1.2 風電并網(wǎng)發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展概況9-11
• 1.2.1 國外發(fā)展概況9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展概況10-11
• 1.3 風電并網(wǎng)發(fā)電對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響11-12
• 1.4 目前研究中存在的問題12-13
• 1.5 本文主要工作13-14
• 第2章 計及風電的電力系統(tǒng)概率潮流計算14-38
• 2.1 引言14-15
• 2.2 近似模型方法15-20
• 2.2.1 多項式響應(yīng)面模型15-16
• 2.2.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型16-18
• 2.2.3 徑向基函數(shù)模型18-19
• 2.2.4 支持向量機模型19-20
• 2.3 基于Kriging模型方法并計及風電的電力系統(tǒng)概率潮流計算20-28
• 2.3.1 多項式正態(tài)變換21-22
• 2.3.2 風速預(yù)測步驟22-23
• 2.3.3 Kriging模型方法23-27
• 2.3.3.1 Kriging模型建立23-24
• 2.3.3.2 Kriging預(yù)測模型建立24-25
• 2.3.3.3 Kriging近似模型工具箱DACE25
• 2.3.3.4 Kriging模型算例分析25-27
• 2.3.4 計算步驟27-28
• 2.4 算例分析28-37
• 2.4.1 算例 128-32
• 2.4.2 算例 232-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 計及風電的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析38-51
• 3.1 引言38
• 3.2 擬蒙特卡羅方法38-44
• 3.2.1 Van Der Corput序列39
• 3.2.2 Halton序列39-41
• 3.2.3 Faure序列41-42
• 3.2.4 Sobol序列42-44
• 3.3 基于數(shù)字網(wǎng)系方法并計及風電的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析44-48
• 3.3.1 數(shù)字網(wǎng)系方法45-46
• 3.3.1.1 數(shù)字網(wǎng)系原理45-46
• 3.3.1.2 數(shù)字網(wǎng)系形成步驟46
• 3.3.2 風電場風機出力模型46-47
• 3.3.3 計算步驟47-48
• 3.4 算例分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 結(jié)論和展望51-53
• 4.1 全文結(jié)論51-52
• 4.2 研究展望52-53
• 參考文獻53-56
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果56-57
• 致謝57

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