含风电的电力系统等值负荷模型辨识及静态电压稳定分析

摘要

除大规模集中并网以外，风电还分散接入配电网中，使其与负荷紧密相联。从配电网的高压侧来看，配网中的负荷已经不是严格意义上的负荷，其中可能含有部分风电成分。因此需要考虑风电接入后对用于电力系统分析的负荷模型的影响。同时在风电接入后，等效负荷特性的变化对系统的静态电压稳定也产生了直接的影响。因此本文考虑到风电接入电网后的等值负荷模型辨识问题，建立含风电的等值负荷模型，并利用该负荷模型分析风机并网对系统静态电压稳定特性的影响，为含风电的等值负荷模型辨识与静态电压稳定分析提供新方法。
　　首先针对风电的功率输出随机性的特点，本文引入风速作为负荷模型的一个变量建立了含风电的等值负荷模型。与传统的负荷建模所用量测数据不同，风速数据波动范围广且随机性强，针对负荷量测数据这一特点，选择使用基于密度的聚类算法对负荷建模量测数据进行处理，该聚类算法对数据结构要求较低。考虑到含风电等值负荷复杂的负荷特性，本文选择使用静态神经网络负荷模型，并利用处理后的量测数据对模型进行辨识。通过与采样数据对比表明该等值模型可较好地反映风电接入后的负荷所呈现出的负荷特性。
　　其次本文所建立的等值负荷模型由于计及风电成分，故模型结构较为复杂，针对模型的上述特点，本文提出了含风电等值负荷模型的连续潮流法。等值负荷模型为神经网络模型，该模型的模型结构决定了在连续潮流计算过程中雅可比矩阵求解的困难，因此给出具体的求解过程。考虑所建等值负荷模型含风电成分使得无法沿用传统的负荷增长模式，因此本文重新设计了负荷增长模型，并从而提出了含风电等值负荷模型的连续潮流计算方法。
　　最后，利用提出的基于含风电等值负荷模型的连续潮流法，分析在不同的场景下，风电接入后对于系统静态电压稳定特性的影响。通过对比风电不同接入位置对系统静态电压稳定影响的基础上，提出了基于单位容量的静态电压稳定评价指标。同时，探讨了在不同的负荷增长情况下，风电的对于系统静态电压稳定的影响情况，并给出其主要规律。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 课题在国内外的研究现状

1.2.1 负荷建模的研究现状

1.2.2 电压稳定的研究现状

1.3 本文的主要研究工作

第2章 含风电的电力系统静态等值负荷模型辨识

2.1 引言

2.2 静态等值负荷模型的结构

2.2.1 静态负荷模型的分类

2.2.2 考虑风速的等值负荷模型

2.3 含风电的等值负荷量测数据处理

2.3.1 基于量测数据结构的聚类算法选择

2.3.2 基于密度的聚类算法的数据处理

2.3.3 聚类算法的距离定义

2.3.4 基于DBSCAN算法的数据处理流程

2.4 基于BP神经网络的含风电等值负荷模型

2.4.1 BP神经网络模型

2.4.2 含风电等值负荷模型的参数辨识

2.4.3 含风电等值负荷模型的检验

2.5 本章小结

第3章 含风电等值负荷模型的连续潮流算法

3.1 引言

3.2 连续潮流法的基本原理

3.3 含风电等值负荷模型的连续潮流算法

3.3.1 风电接入后的等值负荷模型负荷增长方案设计

3.3.2 基于含风电等值负荷模型的连续潮流雅可比矩阵求解

3.3.3 含风电等值负荷模型的连续潮流预测校正处理

3.3.4 含风电等值负荷模型的连续潮流计算流程图

3.4 算例分析

3.5 本章小结

第4章 基于含风电等值负荷模型的电网静态电压稳定特性分析

4.1 引言

4.2 常规负荷特性对静态电压稳定的影响

4.3 含风电等值负荷特性对系统电压稳定的影响

4.3.1 风电的不同接入位置对静态电压稳定的影响

4.3.2 不同的负荷增长方式对静态电压稳定的影响

4.3.3 风电接入对静态电压稳定的影响的因素分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢