大规模风电场群功率汇聚外送规划方法研究

摘要

风电作为当前碳减排效果最好的清洁能源，是我国当前技术条件下最具大规模开发潜力的非水电可再生能源。由于风电功率的随机性和不确定性，对电力系统中风电的接入带来了困难，对新形势下的电网规划提出新要求，实现风电与电力系统的协调发展是实现大规模开发利用风电资源的内在要求。本文以我国西北某地区风电实测数据为基础，研究低碳经济机制下的大规模风电场群功率汇聚外送输电容量优化问题以及基于场景概率含大规模风电的输电网规划问题。
　　以西北某地区风电功率实测数据为基础，对风电场群外送风电的功率特性进行分析。依照西北某地区风电场具体地理位置分布对西北某地区风电场进行了风电场群划分；根据西北某地区电网四种运行方式潮流对风电的功率外送路径进行分析；对西北某地区风电场群风电功率以不同风电汇聚容量的时序与持续出力的波动特性进行了风电功率汇聚演变规律的研究；针对西北某地区风电功率特性，建立了西北某地区规划目标年风电功率预测模型，并通过误差分析验证了方法的有效性。
　　针对当前电力低碳化发展要求，提出了一种考虑碳减排收益的风电场群功率汇聚外送容量优化方法。基于风电场群功率汇聚波动特性，分析了风电场群功率外送输电容量优化原理。针对风电外送特点，依照碳交易市场制度和可再生能源配额制，构建了风电外送碳减排收益模型。以源网综合收益最优为目标，提出了考虑碳减排收益的风电场群功率汇聚外送容量优化方法。最后，以我国西北某地区风电场群为例进行风电外送容量优化分析，通过工程实例验证本文方法可以在保证碳减排收益的基础上显著增加源网综合收益。对电力发展低碳化下的风电外送规划具有一定的指导意义。
　　基于风电功率汇聚特性分析，提出了一种基于场景概率的含大规模风电的输电网规划方法。通过对西北某地区风电出力实测数据分析，对风电出力进行场景区间概率划分，获取了风电的出力区间概率；基于风电场景概率构建了包括风电出力确定场景下的输电网规划子模型和针对风电接入的不确定性构建的风电接入投资费用子模型的输电网优化模型，获得规划目标年输电网规划方案。最后，通过算例验证了本文方法的有效性。

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第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要工作

第2章 风电场群外送功率特性分析

2.1 风电场群划分及其功率送出路径确定

2.2 风电场群功率波动特性表述方法

2.3 风电场群功率汇聚特性研究

2.4 本章小结

第3章 考虑碳减排收益的风电场群功率汇聚外送输电容量优化方法

3.1 风电场群功率汇聚外送容量优化原理分析

3.2 碳减排收益模型的建立

3.3 风电源网协调外送容量优化模型

3.4 实例分析

3.5 本章小结

第4章 基于场景概率的含大规模风电的输电网规划方法

4.1输电网场景概率规划模型的建立

4.2 算例分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文

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