考慮風電不確定性的電力系統(tǒng)調頻能力分析.pdf

1、國內圖書分類號：TM76學校代碼：10213國際圖書分類號：621.31密級：公開工學碩士學位論文工學碩士學位論文考慮風電不確定性的電力系統(tǒng)調頻能力分析碩士研究生：孫頔導師：郭鈺鋒副教授申請學位：工學碩士學科：電氣工程所在單位：電氣工程及自動化學院答辯日期：2013年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文I摘要隨著世界經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人類對于電能的需求也與日俱增。相較火力發(fā)電，風力發(fā)電由于具有清潔、可再生、經(jīng)濟效益高

2、等優(yōu)點受到世界各國的廣泛青睞。但風電出力的隨機波動和不可控性對電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行形成了嚴峻挑戰(zhàn)。為了維持電網(wǎng)的電能質量，許多地區(qū)不得不大量棄風，又造成了資源的嚴重浪費。為了克服以上問題，提高資源利用率，增強風電并網(wǎng)后電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性，就需要提高對風速和風電功率的預測準確度，針對風電的變化特性對風電不確定性給電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定帶來的影響進行合理評估，并采取有效手段控制風電的擾動影響。但現(xiàn)階段，從風電出力的不確定性出發(fā)，對電網(wǎng)結構和電網(wǎng)頻率影

3、響的分析研究還稍顯不足。因此，本文從區(qū)間預測和功率譜分析兩個角度，對風速波動的不確定性進行描述。采用集對分析理論對風速區(qū)間進行預測，為研究考慮風電不確定性的電網(wǎng)調頻特性提供基礎。為能夠與頻域范圍的風機模型更好地銜接，本文分析了風速變化速率對電網(wǎng)的動態(tài)特性的影響，并對風電場風速和風電功率的開展頻譜分析。其次，建立包含風電機組的剛性集結多機并網(wǎng)運行數(shù)學模型，用以研究風力發(fā)電所帶來的不確定性對電力系統(tǒng)調頻特性的影響。利用隨機過程的分析方法，對

4、考慮風電不確定性的電網(wǎng)一次調頻的動態(tài)能力進行研究。從仿真分析和數(shù)值量化兩個方面分析出各因素對一次調頻能力的影響程度。最后，利用考慮風電不確定性的電網(wǎng)二次調頻的數(shù)學模型，研究各因素對電網(wǎng)二次調頻性能的影響。應用風速區(qū)間預測結果，估計出電網(wǎng)調頻能力的范圍。同時，研究考慮風電不確定性的電網(wǎng)一次調頻與二次調頻的控制頻段，分析風力發(fā)電機組并網(wǎng)對電網(wǎng)性能的影響。通過仿真研究指出，風電大規(guī)模并網(wǎng)將使電網(wǎng)調頻安全裕度降低，不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。以上