电力系统接纳风电能力的评估方法研究

【摘要】：风电出力具有随机波动的特性,不同于常规机组,随着风电在电网中所占比率的提高,对电网稳定运行的影响也越来越大。主要表现在以下两个方面：一方面,风电具有反调峰的特点,过高的风电渗透率可能导致电网调峰能力不足,不得不弃风而浪费资源,与此同时,常规机组的稳定运行迎来新的挑战；另一方面,风电一般处于电网末梢,且离负荷中心较远,加重电网输电压力,扰动时可能出现风机大面积脱网,危及系统安全。 目前关于电网接纳风电能力研究方法大致分为两个方面：一是从规划角度,主要考虑电网调峰能力,包括电网中常规机组调节能力、抽水蓄能电站及联络线计划等对电网接纳风电能力的影响；二是从运行角度,考虑一项或几项系统安全运行指标。 然而,从规划角度考虑调峰约束时,若不考虑风电外送通道阻塞(包括区域联络线通道),会造成即使电网调峰量足够,局部风电并网仍然受限的现象发生；从电网运行角度考虑时,若不考虑风电机组及风电场的不同电压特性及与电网之间的相互作用的全局指标,仅考虑电压上下限约束时,将使电网运行在电压稳定临界点附近。为此,本文分别从长期和短期角度研究电网接纳风电能力评估方法。从长期规划角度求解电网接纳风电能力时,在考虑调峰能力约束的同时还计及风电外送断面约束；从运行的角度考虑时,在建立计及静态电压稳定裕度的电网接纳风电能力计算模型的基础上,把潮流雅克比矩阵最小模特征值引入电网接纳风电能力计算的约束条件中,以量化风电接纳容量对系统静态电压稳定裕度的影响,使得求解的电网接纳风电容量的值,能保证电网运行点离电压崩溃点有一定裕度。 研究电网接纳风电能力从规划和运行两个方面都具有重要意义：一是电网接纳风电能力对长期电源和电网规划及资金和资源的优化利用具有指导作用；二是从短期系统调度运行的角度,获悉在系统当前结构和运行工况下能接纳的风电大小对可靠运行具有指导意义。 【关键词】：电力系统 风电接纳能力 调峰能力 输送通道 联络线计划 电压稳定
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.1.1 我国风电发展现状9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 风电对电力系统的影响研究10-12
• 1.2.2 电力接纳风电能力评估方法研究现状12-14
• 1.3 现有研究成果总结14-16
• 1.4 本文的主要工作16-18
• 第2章 电网接纳风电能力的影响因素分析18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 电力系统接纳风电能力分析的基本理论18-22
• 2.2.1 电力系统接纳风电能力的定义18
• 2.2.2 风速和风功率模型18-20
• 2.2.3 不同机组类型风电场静态电压稳定性20
• 2.2.4 含风电场的电网潮流计算方法20-21
• 2.2.5 基于蒙特卡洛方法的随机潮流计算21-22
• 2.3 算例22-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 考虑调峰和输电约束的电网接纳风电能力研究27-42
• 3.0 引言27
• 3.1 风电时空特性分析27-31
• 3.1.1 风电不同采样间隔的功率波动性分析27-29
• 3.1.2 电不同空间尺度下的功率波动特性分析29-31
• 3.2 风电接入对电网调峰影响分析31-35
• 3.2.1 电网调峰的概念31-32
• 3.2.2 风电出力的反调峰特性32-34
• 3.2.3 网络输电约束对电网调峰和风电消纳的影响34-35
• 3.4 考虑调峰和输电约束的电网接纳风电能力研究35-38
• 3.4.1 方法概述35-36
• 3.4.2 尖峰负荷电网最大供电能力计算36-37
• 3.4.3 低谷负荷时电网最小供电能力计算37
• 3.4.4 负荷低谷时风电接纳能力计算37-38
• 3.5 实例分析38-41
• 3.6 小结41-42
• 第4章 计及静态电压稳定裕度的电网接纳风电能力研究42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 考虑静态电压稳定裕度的系统接纳风电能力计算模型42-44
• 4.3 求解方法44-46
• 4.3.1 静态电压稳定裕度指标计算45
• 4.3.2 基于蒙特卡罗仿真的微分进化算法45-46
• 4.4 算例分析46-50
• 4.5 小结50-51
• 第5章 结论与展望51-52
• 参考文献52-56
• 附录A56-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 致谢59

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