含風電場的電力系統(tǒng)可靠性與規(guī)劃問題的研究.pdf

1、隨著能源需求增長與化石燃料資源日趨枯竭的矛盾日益突出，潔凈的可再生能源越來越受到人們的歡迎和重視，風力發(fā)電是新能源中最具有經(jīng)濟發(fā)展前景的一種發(fā)電形式。但風能具有間歇性和隨機性的特點，大規(guī)模風電并網(wǎng)后會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來一定的影響。本文采用蒙特卡羅仿真方法，深入研究了風能的隨機性和電力系統(tǒng)運行中的不確定性，建立了含風電場的發(fā)輸電系統(tǒng)概率分析模型，研究風電的特性和評估其對電力系統(tǒng)的可靠性與規(guī)劃影響。 主要完成的研究內容有：

2、 (1)研究風能資源特性，建立風能的概率統(tǒng)計模型和預測模型。用Weibull分布作為風電場風速概率統(tǒng)計模型，根據(jù)實測的風速數(shù)據(jù)提出應用極大似然法求解風速概率分布參數(shù)，由此估算出能直接體現(xiàn)風能資源狀況的風能特征指標值，為風電場風能資源評估提供重要參考價值。風速是一個典型的時間序列，采用時間序列法建立的風速序列預測模型，算例說明利用ARMA模型預測得到的風速序列能反映風電場風速分布特性。 (2)基于蒙特卡羅方法研究風力發(fā)電機

3、組的可靠性模型。在風能的概率統(tǒng)計模型和預測模型基礎上，充分考慮風能的隨機特性和風力發(fā)電機組強迫停運率等不確定因素，結合負荷模型，分別提出基于序貫和非序貫兩種蒙特卡羅方法實現(xiàn)風電機組的可靠性評估，并研究風電機組的投資及其動態(tài)經(jīng)濟性評價。 (3)研究風電場的穩(wěn)態(tài)模型和含風電場的電力系統(tǒng)可靠性模型。提出了風電場的穩(wěn)態(tài)分析模型，該模型考慮了風電場的尾流效應、風電機組輸出功率與尖速比和滑差等之間的函數(shù)關系；應用該模型計算含風電場的電力系統(tǒng)

4、的潮流分布，通過算例說明其有效性。 將風電場的可靠性模型與電力系統(tǒng)模型相結合，提出基于序貫蒙特卡羅方法評估含風電場的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性，計算了風電容量可信度、風電場對電量不足期望值貢獻系數(shù)等風電可靠性指標，研究風電場對電網(wǎng)可靠性的貢獻和經(jīng)濟效益評價，為評估風電的經(jīng)濟價值和風電場的規(guī)劃設計、風電場接入電網(wǎng)方案奠定理論基礎。 (4)基于遺傳算法分別研究離網(wǎng)型和并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)的容量擴展規(guī)劃。提出基于改進遺傳算法的風力—柴油聯(lián)