考虑相关性的风电场等值及概率潮流计算研究

摘要

随着风力发电技术日趋成熟，新建风电场趋于大型化和集中化，风电固有的随机性、波动性和相关性为电力系统安全运行带来巨大挑战。概率潮流是研究风电并网对系统运行影响的有力工具。针对含风电系统潮流计算问题，研究了单风电场内风机等值模型、多风电场间风速相关性模型及考虑相关性的概率潮流计算方法。提出了新的等值建模及概率潮流算法，为电力系统的经济调度以及安全分析提供了新的思路。　　为了在保证风机等值精度的基础上降低风电场仿真模型的复杂度，考虑到实际风电场内尾流效应及风机控制方式不同的情况，借鉴层次分析法的思想提出了两步分群法。考虑风电机组间尾流效应计算输入风速，根据机组桨距角动作情况进行初次分群，通过转子电流受扰曲线识别动态特性相近的风机实现再次分群。在保证风电机组功率输出特性和电压差恒定的基础上，进行风机和集电线路参数等值，得到了风电场多机等值模型。仿真算例表明，与传统等值方法相比，该模型能精确地反映风机初始运行点以及动态特性。　　多风电场间风速存在不同程度的相关性，选择最佳Copula函数是相关性建模的关键。采用非参数核密度估计风速边缘分布，在单一拟合度评价指标的基础上引入Copula熵作为相关性评价指标，提出一种基于熵权模糊综合评价的 Copula函数优选方法。通过所优选的Copula函数进一步建立风电场出力相关性模型，以华北地区两个风电场为例验证模型的合理性。　　针对现有概率潮流计算方法存在计算精度和速度之间的矛盾，引入一种基于Nataf变换的概率潮流三点估计法。该方法能够有效的处理风电场间出力的相关性，并能在缩短计算时间的基础上保证计算精度。分别采用该方法与蒙特卡洛法对含多风电场的 IEEE30节点系统进行概率潮流计算，将二者计算结果进行对比，验证了该方法的高效性和精确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究工作

第2章 基于两步分群法的双馈机组风电场等值

2.1 引言

2.2 风电机组分群依据

2.3 风电机组分群

2.4 双馈风机等值建模实例分析

2.5 本章小结

第3章 基于熵权模糊综合评价的风速相关性建模

3.1 引言

3.2 Copula理论

3.3 风速分布估计

3.4 Copula函数优选评价指标

3.5 熵权模糊综合评价

3.6 熵权模糊综合评价在相关性建模中的应用

3.7 本章小结

第4章 考虑风速相关性的概率潮流计算

4.1 引言

4.2 含风电场系统潮流模型

4.3 蒙特卡洛概率潮流计算方法

4.4 基于Nataf变换的概率潮流三点估计法

4.5 含风电场系统的概率潮流计算

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢