含風(fēng)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(fēng)力發(fā)電是新能源中最具有經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景的一種發(fā)電形式。但風(fēng)能具有間歇性和隨機(jī)性的特點，大規(guī)模風(fēng)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(fēng)能的隨機(jī)性和電力系統(tǒng)運行中的不確定性，建立了含風(fēng)電場的發(fā)輸電系統(tǒng)概率分析模型，研究風(fēng)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(nèi)容有：

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

3、組的可靠性模型。在風(fēng)能的概率統(tǒng)計模型和預(yù)測模型基礎(chǔ)上，充分考慮風(fēng)能的隨機(jī)特性和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組強迫停運率等不確定因素，結(jié)合負(fù)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(fēng)電機(jī)組的可靠性評估，并研究風(fēng)電機(jī)組的投資及其動態(tài)經(jīng)濟(jì)性評價。 (3)研究風(fēng)電場的穩(wěn)態(tài)模型和含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)可靠性模型。提出了風(fēng)電場的穩(wěn)態(tài)分析模型，該模型考慮了風(fēng)電場的尾流效應(yīng)、風(fēng)電機(jī)組輸出功率與尖速比和滑差等之間的函數(shù)關(guān)系；應(yīng)用該模型計算含風(fēng)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(fēng)電場的可靠性模型與電力系統(tǒng)模型相結(jié)合，提出基于序貫蒙特卡羅方法評估含風(fēng)電場的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性，計算了風(fēng)電容量可信度、風(fēng)電場對電量不足期望值貢獻(xiàn)系數(shù)等風(fēng)電可靠性指標(biāo)，研究風(fēng)電場對電網(wǎng)可靠性的貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益評價，為評估風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)價值和風(fēng)電場的規(guī)劃設(shè)計、風(fēng)電場接入電網(wǎng)方案奠定理論基礎(chǔ)。 (4)基于遺傳算法分別研究離網(wǎng)型和并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量擴(kuò)展規(guī)劃。提出基于改進(jìn)遺傳算法的風(fēng)力—柴油聯(lián)