含风电场电力系统概率潮流计算的研究

摘要

近些年来,伴随着新能源发电技术的大力发展,尤其是风力发电技术得到了大规模应用,而风力发电因其自身的随机特性对电网的安全稳定运行带来了新的问题,特别是大规模的风力发电场并网运行以后,对电网的安全稳定运行造成的影响更加明显,再加上电力系统自身具有的不确定性因素的影响,如发电机输出功率的波动、负荷功率的变化、线路故障等,对电力系统潮流计算带来新的挑战,普通的确定性潮流分析的思想和方法已经不能满足新的需求,考虑随机因素影响的概率潮流计算分析方法得到了发展和应用。
　　概率潮流计算把概率理论的思想和方法与电力系统的潮流计算相结合,应用概率理论的方法来分析电力系统的潮流。普通的潮流计算得到的是电力系统电压和功率的确定值,而概率潮流计算方法可以给出电力系统节点电压和支路功率分布的概率统计特征,以概率统计特性的角度来分析节点电压和支路功率在一定变化范围内的概率值以及期望值、方差等概率特征,这对于电力系统的规划设计、稳定性评估等具有重要意义。
　　通常在概率潮流计算时一般都假设系统的网络拓扑结构不变,支路之间相互独立,这样处理虽然简化了运算,但是计算结果产生了一定的误差。实际电力系统中由于各种不同因素的影响,系统中的支路由于外部或自身的原因产生随机开断,造成网络拓扑结构的改变;而且支路故障后对其他支路的潮流分布产生影响,表明支路相互之间存在一定的相关性,并不是相互独立的。因此,在概率潮流计算时为了更加全面、准确的反映实际电力系统的运行状况,应该考虑系统网络拓扑结构的变化与支路之间存在的相关性因素。
　　本文针对目前大量风力发电场并网运行的实际情况,建立了风力发电机的概率模型,在概率潮流算法的基础上建立了综合考虑系统网络拓扑结构变化和支路之间相关性因素的概率潮流计算模型,应用Matlab仿真软件编写程序,分析了网络拓扑结构及支路之间相关性因素对电力系统节点电压与支路功率的影响。

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1 绪论

1.1 论文研究的背景和意义

1.2 概率潮流的研究现状

1.3 论文的主要内容

2 概率相关理论

2.1 随机变量及其概率分布函数

2.2 随机变量的数字特征

2.3 随机变量的几种重要概率分布

2.4 随机变量的解耦方法

2.5 Gram-Charlier级数

3 风电场概率模型与潮流计算模型

3.1 风电场的概率模型

3.2 负荷概率模型

3.3 发电机概率模型

3.4 支路随机故障的处理方法

3.5 支路相关性的处理模型

3.6 概率潮流计算模型

4 算例分析

4.1 IEEE14标准节点系统

4.2 含风电场的电力系统概率潮流计算仿真

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果