含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估.pdf

1、隨著世界能源需求的日益增長(zhǎng)和可再生能源的開發(fā)與利用，風(fēng)能作為可再生清潔新能源越來越受到人們的重視。風(fēng)力發(fā)電由于技術(shù)發(fā)展成熟并且發(fā)電成本相對(duì)較低而成為常規(guī)能源最主要的一種替代形式。由于風(fēng)能具有隨機(jī)性和間歇性，大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的影響，尤其是對(duì)電力系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生影響。本文分析了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，深入研究了風(fēng)電場(chǎng)無功功率補(bǔ)償容量對(duì)電力系統(tǒng)潮流分布的影響。根據(jù)風(fēng)能的隨機(jī)性和電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的不確定性，建立了

2、含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性分析模型，分別采用序貫蒙特卡羅模擬法和基于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的方法建立風(fēng)電場(chǎng)可靠性分析模型，對(duì)電力系統(tǒng)可靠性影響進(jìn)行綜合評(píng)估。
　　 本文的主要內(nèi)容和研究成果如下：
　　 (1)介紹了風(fēng)電并網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本組成部件和能量轉(zhuǎn)換過程，風(fēng)電并網(wǎng)的基本條件和并網(wǎng)方式
　　 重點(diǎn)介紹了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)造成電壓波動(dòng)和閃變、諧波污染和電壓穩(wěn)定性的影響，并給出相應(yīng)改善措施。

3、　　 (2)采用序貫蒙特卡羅模擬法計(jì)算含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性
　　 建立了擬合風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速分布的Weibull概率分布模型，根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率之間的關(guān)系計(jì)算風(fēng)電機(jī)組的輸出?？紤]到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的隨機(jī)特性和強(qiáng)迫停運(yùn)率等不確定因素，建立了風(fēng)電場(chǎng)可靠性模型，結(jié)合常規(guī)發(fā)電機(jī)組隨機(jī)停運(yùn)模型和負(fù)荷模型，在EPRI-36節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中接入風(fēng)電場(chǎng)，應(yīng)用序貫蒙特卡羅方法對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估，分別計(jì)算了風(fēng)電機(jī)組臺(tái)數(shù)變化對(duì)電力系統(tǒng)可靠性

4、的影響和風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)可靠性的影響系數(shù)。結(jié)果表明雖然風(fēng)速的波動(dòng)性和不確定性使得風(fēng)電場(chǎng)的供電可靠性比較低，但是對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的可靠性來說還是有一定貢獻(xiàn)的。從電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的角度考慮，適當(dāng)投入一定臺(tái)數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能有效提高電力系統(tǒng)的可靠性水平。
　　 (3)針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在向系統(tǒng)中輸送有功功率的同時(shí)還需要從電網(wǎng)吸收無功功率產(chǎn)生勵(lì)磁的特點(diǎn)
　　 本文建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在穩(wěn)態(tài)分析中的計(jì)算模型和無功功率補(bǔ)償模型，計(jì)算了風(fēng)電

5、場(chǎng)在不同節(jié)點(diǎn)接入電網(wǎng)后，改變無功功率補(bǔ)償容量對(duì)電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓的影響。結(jié)果表明，隨著風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償容量的增加，整個(gè)電力系統(tǒng)的電壓水平都有所提高，但是風(fēng)電場(chǎng)附近各節(jié)點(diǎn)電壓有明顯提高，距離風(fēng)電場(chǎng)較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓增長(zhǎng)緩慢。
　　 (4)考慮到基于序貫蒙特卡羅仿真的含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)可靠性計(jì)算未計(jì)及實(shí)際運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)的傳輸功率過載和節(jié)點(diǎn)電壓越限等問題，使得該方法在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性
　　 本文基于含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)