含可再生能源发电的概率可用输电能力研究

摘要

随着可再生能源发电的飞速发展，可再生能源并网容量越来越大，与传统发电形式相比，可再生能源具有随机性以及不稳定性，可再生能源发电站的并网会增加系统的不稳定性，研究含可再生能源发电并网给系统带来的影响具有实际意义。可用输电能力是反映电力系统安全稳定裕度的重要指标之一，随着可再生能源的发展和电力系统随机性的提升，概率可用输电能力的计算成为近年来研究的主要方向。 首先，本文分析了目前可用输电能力研究方法的不足之处，通过对比拉丁超立方采样法和蒙特卡洛抽样法原理，提出以拉丁超立方采样法代替蒙特卡洛抽样法，并应用了基于最优潮流的可用输电能力计算模型；在此基础上本文以当今发展迅速的风力发电和光伏发电为基础，计及风电场可靠性和光伏发电可靠性，采用了多种运行模式下的风电场输出模型和光伏电站模型，更贴近于实际可再生能源发电机的运行状态；然后利用Weibull分布模型来模拟风速，用Beta分布来模拟太阳辐照度；通过风力发电站有功出力模型以及光伏电站有功出力模型分析了含可再生能源发电站的实际有功输出；其次对含可再生能源发电的电力系统中所存在的一系列不确定性因素进行了建模分析；用拉丁超立方采样法分别对风、光单独并网以及风光发电共存并网的系统状态进行采样，并利用原对偶内点法求解各状态下系统的概率可用输电能力，并统计系统概率可用输电能力评估指标，通过具体算例评估了可再生能源并网对系统概率可用输电能力的影响。最后对可再生能源发电的概率可用输电能力的研究方向做出总结与展望。

目录

第1章 绪 论

1.1研究背景与意义

1.2可用输电能力的定义

1.2.1最大输电能力

1.2.2输电可靠性裕度

1.2.3现有输电协议

1.2.4容量效益裕度

1.3确定性可用输电能力研究现状

1.3.1线性分布因子法

1.3.2重复潮流法

1.3.3连续潮流法

1.3.4最优潮流法

1.3.5交流灵敏度分析法

1.4概率性可用输电能力研究现状

1.4.1随机规划法

1.4.2枚举法与优化算法相结合

1.4.3蒙特卡洛模拟法

1.4.4 Bootstrap抽样法与优化算法相结合

1.4.5其他方法

1.5本文的主要工作

2.1 引言

2.2拉丁超立方采样法原理

2.2.1采样

2.2.2排列

2.3基于最优潮流的ATC计算模型

2.3.1单状态下的ATC计算模型

2.3.2原对偶内点法的ATC模型求解

2.4 系统概率ATC评估指标

2.5本章小结

3.1 引言

3.2风电场可靠性模型

3.2.1风速模型

3.2.2风机出力模型

3.2.3风机状态模型

3.3传统电力系统元件状态模型

3.4负荷的波动性

3.5计及风电场可靠性模型的系统概率ATC分析流程

3.6算例分析

3.6.1计算条件

3.6.2风速的形状尺度参数对系统的概率ATC影响

3.6.3风电场并网位置对系统的概率ATC影响

3.7本章小结

4.1 引言

4.2 光伏发电可靠性模型

4.2.1光伏阵列输出功率模型

4.2.2光伏电站输出功率模型

4.3计及光伏发电可靠性模型的系统概率ATC分析流程

4.4算例分析

4.4.1计算条件

4.4.2光伏电站并网对系统概率ATC的影响

4.4.3光伏电站并网位置对系统概率ATC的影响

4.4.4光伏电站并网容量对系统概率ATC的影响

4.5本章小结

5.1引言

5.2基于拉丁超立方采样法的含风光发电共存系统概率ATC研究

5.2.1计算条件

5.2.2风光发电共存的系统概率ATC研究

5.3本章小结

第6章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

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