风力发电和光伏发电并网问题研究

【摘要】： 风力发电和光伏发电是一类特殊的电力,具有许多不同于常规能源发电的特点,由于其并入电网的电能呈波动性,大规模的风电和光电并网对电网的安全稳定、运行调度等诸多方面都会有一定影响。 本文设计了含风力发电和光伏发电的电力系统发电容量模型和算法,进行了基于蒙特卡罗仿真的风力发电的发电容量可信度评估,计算了接入风力发电机组和光伏发电机组后电网的可靠性指标和节约的燃煤量,同时分析了不同时间段和不同气象条件对可靠性指标LOLE的影响,而后探讨了接入储能装置对于可靠性指标产生的影响。本文设计了计算准入功率的优化算法,并运用试探法计算了风力发电和光伏发电的最大准入功率。本文还讨论了风力发电和光伏发电机组在不同位置接入配电网对电压水平的影响,重点研究了当风力发电和光伏发电机组位于馈线上时,其对电压水平的影响。 在节能环保方面,本文为风力发电和光伏发电并网进行了节能环保价值分析,给出了风电价值的详细表达式,探讨了光伏发电的能量回收情况,设计了环境成本的计算方法。此外,本文建立了考虑环境成本、阻塞成本、煤耗以及网络约束的风火电厂间的发电权交易模型,并设计了详细的发电权交易流程。 【关键词】：电力系统 风力发电 光伏发电 可靠性 发电权
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM614;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 课题目的和意义10-11
• 1.2 并网型风力和光伏发电发展状况11-18
• 1.2.1 并网型风力发电的特点11-12
• 1.2.2 并网型光伏发电的特点12-13
• 1.2.3 并网型风力发电的发展和现状13-16
• 1.2.4 并网型光伏发电的发展和现状16-18
• 1.3 风力发电和光伏发电并网主要问题和研究现状18-22
• 1.3.1 风力发电和光伏发电并网对电能质量的影响18
• 1.3.2 孤岛效应问题18-19
• 1.3.3 可靠性问题19-20
• 1.3.4 准入功率的计算问题20
• 1.3.5 电网效益问题20-21
• 1.3.6 配电网故障问题21-22
• 1.4 本文的主要工作22-25
• 1.4.1 风力发电和光伏发电并网基本模型和可靠性分析23
• 1.4.2 风力发电和光伏发电并网对配电网电压分布的影响23-24
• 1.4.3 风力发电和光伏发电准入功率分析24
• 1.4.4 风力发电和光伏发电并网的节能环保分析24-25
• 第2章 风力发电和光伏发电并网基本模型和可靠性分析25-47
• 2.1 概述25
• 2.2 风力发电系统的基本模型25-31
• 2.2.1 并网型风力发电机组发电原理25-26
• 2.2.2 并网型风力发电机组分类26-28
• 2.2.3 风速的数学模型28-29
• 2.2.4 多个风力发电场的风速模型29-31
• 2.3 光伏发电系统的基本模型31-33
• 2.4 可靠性评估指标33-34
• 2.5 可靠性评估指标计算34-41
• 2.5.1 负荷建模35
• 2.5.2 发电机组建模35-37
• 2.5.3 蒙特卡洛法的收敛性与误差37-38
• 2.5.4 风力发电和光伏发电模型修正38-39
• 2.5.5 算法39-41
• 2.6 风力发电和光伏发电并网节约的燃煤量41-42
• 2.7 算例与分析42-46
• 2.8 本章小结46-47
• 第3章 风力发电和光伏发电并网对配电网电压分布的影响47-54
• 3.1 风力发电和光伏发电机组位置在馈线以外对电压水平的影响47-49
• 3.1.1 风力发电和光伏发电放置在配电所47-48
• 3.1.2 风力发电和光伏发电机组接入馈线末端48
• 3.1.3 风力发电和光伏发电机组接入线路调压器的副端48-49
• 3.1.4 风力发电和光伏发电接入用户侧49
• 3.2 风力发电和光伏发电机组位于馈线上对电压水平的影响49-53
• 3.2.1 算例介绍49-50
• 3.2.2 基本试验50-52
• 3.2.3 风力发电和光伏发电机组位置变化试验52-53
• 3.3 本章小结53-54
• 第4章 风力发电和光伏发电准入功率计算54-69
• 4.1 准入功率的计算方法54-58
• 4.1.1 试探法55
• 4.1.2 解析计算方法55-56
• 4.1.3 数学优化方法56-58
• 4.2 求解考虑电压调整约束的准入功率58-68
• 4.2.1 算例简介58-59
• 4.2.2 风力发电和光伏发电不主动调压时准入功率计算59-66
• 4.2.3 风力发电和光伏发电主动调压时准入功率计算66-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第5章 风力发电和光伏发电并网的节能环保分析69-87
• 5.1 节能效益69-70
• 5.2 环保效益和环境成本的确定70-71
• 5.3 风力发电的价值分析71-75
• 5.3.1 风电并网的发电收益71-72
• 5.3.2 风电并网的发电成本72
• 5.3.3 辅助服务的容量成本72-74
• 5.3.4 辅助服务的电量成本74-75
• 5.3.5 环保收益75
• 5.4 光伏发电的能量回收分析75-77
• 5.4.1 光伏发电系统在其寿命内发电总量76
• 5.4.2 光伏发电系统各部件消耗能量76
• 5.4.3 光伏发电系统本身产生的污染物76-77
• 5.5 发电权交易模式77-86
• 5.5.1 发电权交易思想78
• 5.5.2 发电权交易引起的阻塞78-79
• 5.5.3 发电权交易流程79
• 5.5.4 发电权交易数学模型79-81
• 5.5.5 发电权交易算例分析81-86
• 5.6 本章小结86-87
• 第6章 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-96
• 附录 1 IEEE-39 节点测试系统数据96-98
• 致谢98-99
• 攻读学位期间发表的学术论文目录99-100
• 攻读学位期间参与的科研项目目录100-102

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