大容量風(fēng)電接入受端電網(wǎng)適應(yīng)性研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源的需求量不斷增加,為了保障能源安全,實(shí)現(xiàn)能源來(lái)源多元化,并應(yīng)對(duì)氣候變化,需要積極發(fā)展可再生能源。風(fēng)能是取之不盡,用之不竭的清潔、無(wú)污染、可再生能源,在當(dāng)前新能源的開發(fā)和利用中占據(jù)了優(yōu)先且主導(dǎo)的地位。當(dāng)前,我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電正處于快速發(fā)展階段,多個(gè)已建成或正在建設(shè)的千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地大都處于電網(wǎng)末端,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不夠堅(jiān)強(qiáng)、電源結(jié)構(gòu)較為單一,風(fēng)電大規(guī)模接入對(duì)這些地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大壓力,同時(shí)風(fēng)的波動(dòng)性使風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率具有波動(dòng)性,隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,風(fēng)電裝機(jī)在電網(wǎng)中所占比例越來(lái)越高,其對(duì)電網(wǎng)的影響范圍也從局部逐漸擴(kuò)大。風(fēng)電的大容量遠(yuǎn)距離輸送也對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)潮流、暫態(tài)穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定性都會(huì)產(chǎn)生影響。因此進(jìn)一步加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)新的運(yùn)行調(diào)度方法的突破對(duì)于我國(guó)風(fēng)電的發(fā)展和利用具有重要意義。 目前,針對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)的影響問題,許多學(xué)者進(jìn)行了大量深入的分析和研究,包括對(duì)系統(tǒng)潮流問題、電能質(zhì)量問題、暫態(tài)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性等問題。而針對(duì)風(fēng)電接入后運(yùn)行調(diào)度、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面的研究則比較少。為深入研究風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)的影響,豐富完善大容量風(fēng)電接入后受端電網(wǎng)適應(yīng)性研究,本文主要從以下幾方面對(duì)大容量風(fēng)電接入并網(wǎng)的技術(shù)問題進(jìn)行分析研究： 1、采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及預(yù)測(cè)方法對(duì)風(fēng)速進(jìn)行了預(yù)測(cè),且能夠達(dá)到較滿意的預(yù)測(cè)精度；進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)輸出功率預(yù)測(cè),在現(xiàn)有負(fù)荷預(yù)測(cè)研究成果的基礎(chǔ)上,確定相應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率變化的隨機(jī)規(guī)律。將此引入至已有的發(fā)電計(jì)劃制定過程中,包括從從配置發(fā)電備用方面研究風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃制定的影響。以山東煙臺(tái)地區(qū)為例,進(jìn)行了風(fēng)速及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的短期預(yù)測(cè),并分析了風(fēng)電接入后的山東電網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃制定問題。仿真表明,對(duì)于同一可靠性水平,隨著接入風(fēng)電容量的提高,系統(tǒng)的運(yùn)行成本會(huì)逐漸減少；風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行對(duì)煙臺(tái)地區(qū)的發(fā)電系統(tǒng)充裕度不會(huì)有明顯的影響,隨著煙臺(tái)地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量的增加,系統(tǒng)備用容量需要相應(yīng)增加。2、風(fēng)電接入的可避免費(fèi)用主要體現(xiàn)在節(jié)省燃料和減少環(huán)境污染方面,在滿足系統(tǒng)可靠性要求的前提下,需要分別分析計(jì)算沒有風(fēng)電場(chǎng)時(shí)和接入風(fēng)電場(chǎng)后兩個(gè)方面系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和污染物排放量。針對(duì)兩種情況下的費(fèi)用分析比較可以獲得當(dāng)風(fēng)電接入后能夠節(jié)約的火電機(jī)組生產(chǎn)費(fèi)用和污染物排放費(fèi)用。本文應(yīng)用隨機(jī)生產(chǎn)模擬方法計(jì)算了風(fēng)電接入后煙臺(tái)電網(wǎng)的可避免費(fèi)用,通過征收或提高礦物燃料電廠的排污稅可以提高可避免費(fèi)用,增加風(fēng)電場(chǎng)在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力?；诳煽啃苑治瞿Ｐ秃退惴▽?duì)各種運(yùn)行方式進(jìn)行可靠性分析,在風(fēng)力發(fā)電中通過增加系統(tǒng)的可靠性成本,即通過額外增加一定容量的旋轉(zhuǎn)備用以響應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的隨機(jī)波動(dòng),維持系統(tǒng)的功率平衡與穩(wěn)定。3、為保證整個(gè)系統(tǒng)的供電可靠性,應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性等指標(biāo)合理決策風(fēng)機(jī)數(shù)目,本文采用非序貫蒙特卡羅仿真法模擬分析了風(fēng)電接入對(duì)山東電網(wǎng)可靠性的影響。仿真表明對(duì)于原系統(tǒng)中較為脆弱的母線,風(fēng)電接入能顯著降低該母線的失負(fù)荷概率和期望失負(fù)荷量,減小失電風(fēng)險(xiǎn),提高供電可靠性；對(duì)于原系統(tǒng)中較為強(qiáng)壯的母線,風(fēng)電接入對(duì)其可靠性影響不大,接入前后該類母線的失負(fù)荷概率和期望失負(fù)荷量均未發(fā)生顯著變化；對(duì)于原系統(tǒng)中部分110kV及以下低壓母線,風(fēng)電接入可能導(dǎo)致其失電風(fēng)險(xiǎn)增大。然而,該電壓等級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行方式為閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行,因此風(fēng)電接入后對(duì)其可靠性影響不明顯。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電 并網(wǎng) 適應(yīng)性
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 選題背景與意義9-12
• 1.2 風(fēng)電并網(wǎng)問題研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要研究工作14-16
• 第2章 風(fēng)電接入后的運(yùn)行調(diào)度分析16-34
• 2.1 風(fēng)速及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率短期預(yù)測(cè)算法16-21
• 2.1.1 BP算法的原理及特點(diǎn)17-19
• 2.1.2 風(fēng)速預(yù)測(cè)算法19-20
• 2.1.3 風(fēng)電場(chǎng)輸出功率預(yù)測(cè)20-21
• 2.2 風(fēng)速及風(fēng)電場(chǎng)輸出功率短期預(yù)測(cè)結(jié)果分析21-24
• 2.3 計(jì)及風(fēng)電的發(fā)電計(jì)劃制定模型及算法24-30
• 2.3.1 形成累計(jì)停運(yùn)容量概率表26-29
• 2.3.2 計(jì)及風(fēng)電的發(fā)電計(jì)劃制定29-30
• 2.4 風(fēng)電接入后的發(fā)電計(jì)劃結(jié)果分析30-33
• 2.4.1 系統(tǒng)機(jī)組運(yùn)行成本受風(fēng)電接入的影響情況分析31-32
• 2.4.2 風(fēng)電接入對(duì)系統(tǒng)備用容量的影響32-33
• 2.5 小結(jié)33-34
• 第3章 風(fēng)電接入后的經(jīng)濟(jì)規(guī)律分析34-50
• 3.1 計(jì)及風(fēng)電的電力系統(tǒng)隨機(jī)生產(chǎn)模擬34-45
• 3.1.1 隨機(jī)生產(chǎn)模擬基本原理35-37
• 3.1.2 隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算方法37-41
• 3.1.3 隨機(jī)生產(chǎn)模擬計(jì)算流程41-43
• 3.1.4 風(fēng)電接入后的系統(tǒng)可避免費(fèi)用計(jì)算43-45
• 3.2 風(fēng)電接入后的山東電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律分析45-49
• 3.3 小結(jié)49-50
• 第4章 風(fēng)電接入后的系統(tǒng)可靠性分析50-61
• 4.1 系統(tǒng)可靠性評(píng)估算法50-54
• 4.1.1 非序貫蒙特卡羅仿真50-51
• 4.1.2 最優(yōu)切負(fù)荷模型51-53
• 4.1.3 初始點(diǎn)不可行的原一對(duì)偶路徑跟蹤內(nèi)點(diǎn)法53-54
• 4.2 風(fēng)電接入后的山東電網(wǎng)可靠性分析54-59
• 4.3 小結(jié)59-61
• 第5章 結(jié)論與展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65-66
• 附件66

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并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)的短路電流計(jì)算及低電壓穿越能力分析    李曉濤

風(fēng)電接入對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策研究    陸以軍

含有儲(chǔ)能設(shè)備的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)問題研究    張飛

含大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)等值研究    譚娟

尼爾基風(fēng)電場(chǎng)新建工程可行性研究    吳勇

大唐吉林向陽(yáng)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)布置方案及發(fā)電量研究    李欽偉

大型風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究    蔡彥濤

含直驅(qū)機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究    趙海嶺

智能電網(wǎng)中分布式電源對(duì)改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量方面的應(yīng)用研究    項(xiàng)喆

含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定分析研究    張俊