基于大规模消纳风电的智能电网脆弱性指数方程研究

摘要

电力行业是维系国民经济发展的基础和命脉，电力供应的稳定可靠是推动国民经济和社会进步强有力的保障。随着电力需求的大幅增加，以及化石能源的大规模开发利用带来的污染问题日益显现，清洁、可再生的风电资源已经成为了解决当下电力供应和环境问题的重要手段之一，加上近年来智能电网的迅猛发展，风电并网消纳的规模也逐渐扩张。但由于风电本身具有的间歇性、随机性与不可控的输出特性，大规模消纳风电难免会导致智能电网在运行管理上表现出某些不可预见的脆弱特性，导致电力系统的运行趋向复杂化，控制难度加大。因此，需要充分结合大规模风电并网现状和智能电网相关技术，展开基于大规模消纳风电的智能电网脆弱性研究，以确保电网在大规模消纳风电时能维持安全稳定运行。
　　本文基于大规模风电并网以及智能电网建设的现状背景，对基于大规模消纳风电的智能电网脆弱性指数方程进行研究。首先，介绍了智能电网脆弱性指数研究理论，阐明了大规模风电并网对智能电网脆弱性的影响，识别确认了基于大规模消纳风电的智能电网脆弱源。其次，在脆弱源识别的基础上，从环境脆弱性、结构脆弱性、设备脆弱性、管理脆弱性、智能化水平五个方面选取了基于大规模消纳风电的智能电网脆弱性指数的构成要素，为定量分析脆弱性指数提供依据。再次，运用风险理论与模糊综合评价相结合的方法确立了智能电网脆弱性指数方程，对于指数方程的变量，本文使用脆弱性指数的构成要素进行指代，据此建立脆弱性评价指标体系，将指标异常时导致电力事故的发生概率和严重度的乘积作为指标的赋值依据;针对方程的变量系数，本文使用评价指标的权重进行指代，利用网络层次分析法(ANP)与变异系数法相结合的综合赋权法计算指标权重。最后，将华北地区某电网数据带入指数方程进行运算，验证了本文构建的智能电网脆弱性指数方程的有效性和实用性。
　　本文通过构建基于大规模消纳风电的智能电网脆弱性指数方程将智能电网脆弱性进行量化，为智能电网脆弱性研究提供较为直观的评价结果，将评价结果应用于电网实际的规划设计中，有助于提高智能电网的运行安全水平，为应对大规模风电并网的智能电网脆弱性的防范措施的提出提供数据支持，为电力相关部门提供决策参考信息，从而促进智能电网的健康发展。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 论文选题背景

1．1．2 论文选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 风电并网影响研究现状

1．2．2 电网脆弱性研究现状

1．2．3 电力领域相关指数研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 智能电网脆弱性指数理论基础

2．1 智能电网概述

2．1．1 智能电网的内涵与特征

2．1．2 智能电网建设现状

2．1．3 智能电网发展趋势

2．2 脆弱性理论介绍

2．2．1 脆弱性的基本概念

2．2．2 脆弱性研究的目的

2．2．3 脆弱性研究的内容

2．2．4 脆弱性研究的方法

2．3 智能电网脆弱性指数方程理论基础

2．3．1 智能电网脆弱性指数的定义

2．3．2 智能电网脆弱性指数方程的研究思路

2．3．3 智能电网脆弱性指数方程的构建方法

2．4 本章小结

第3章 智能电网脆弱性指数的构成要素分析

3．1 大规模风电并网现状分析

3．1．1 风能资源的基本概况

3．1．2 风电装机及消纳现状

3．1．3 风电并网的运行机制

3．2 大规模风电并网对智能电网脆弱性的影响分析

3．2．1 大规模风电并网与智能电网脆弱性的关系

3．2．2 大规模风电并网对智能电网脆弱性的影响

3．2．3 大规模风电并网的智能电网脆弱源识别

3．3 智能电网脆弱性指数的构成要素选取

3．3．1 环境脆弱性

3．3．2 结构脆弱性

3．3．3 设备脆弱性

3．3．4 管理脆弱性

3．3．5 智能化水平

3．4 本章小结

第4章 基于风险理论-模糊综合评价的智能电网脆弱性指数方程的构建

4．1 智能电网脆弱性评价指标体系的构建

4．1．1 评价指标的选取原则

4．1．2 指标体系的总体框架

4．2．1 基于网络层次分析法的主观赋权法

4．2．2 基于变异系数法的客观赋权法

4．2．3 综合集成赋权方法

4．3．1 脆弱性指数方程的理论说明

4．3．2 脆弱性指数方程的构建流程

4．3．3 脆弱性指数的分级评判标准

4．4 本章小结

第5章 实例分析

5．1 华北地区某电网概况

5．2 脆弱性指数方程的应用

5．2．1 评价指标权重的确定

5．2．2 脆弱性指数方程的计算

5．2．3 脆弱性指数方程计算结果分析

5．3 本章小结

第6章 研究成果和结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢