考虑风电接入的旋转备用优化配置研究

摘要

实际电力系统运行中，发电机组的随机停运，负荷波动和线路故障都会造成系统有功功率不平衡，严重时引起大面积停电事故。随着风力发电技术的迅猛发展，电力系统中风电并网容量不断提高，风电功率的随机性和间歇性将会给系统有功平衡带来新的挑战。为了维持电力系统安全、稳定、经济地运行，迫切需要适合于含风电系统的旋转备用优化配置策略。 本文首先介绍了电力系统备用的定义、分类方式和常用的旋转备用配置方法—确定性方法、概率性方法和基于成本效益方法;分析了风电并网后对系统旋转备用的影响，根据系统的不同风电渗透率、风电预测技术水平和是否进行预测误差分析等因素，给出了相应的系统旋转备用配置策略;并探讨了风电场向电网提供正、负旋转备用方案的可行性。 阐述了随机生产模拟的基本概念和流程，分析、比较了两种典型随机生产模拟算法（傅里叶级数法和等效电量函数法）的优劣;考虑机组强迫停运、负荷随机波动，建立了常规火电机组、水电机组、抽水蓄能机组和风电机组的随机生产子模型，确定了各类型机组在研究周期内的发电量和各自的工作位置。 最后，建立了以购买旋转备用综合经济效益最大为目标函数，并运用随机生产模拟算法计算可靠性指标EENS的适用于含风电系统的旋转备用优化配置模型，在满足系统可靠性要求的前提下，确定了成本最低的旋转备用配置策略。并结合实际电网历史运行数据，验证了本文优化模型的可行性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外风电并网概况

1．2．1 国内外风电发展概况

1．2．2 风电并网对电网的影响

1．3 旋转备用优化配置国内外研究现状

1．3．1 备用的分类

1．3．2 旋转备用的计算方法

1．3．3 随机生产模拟算法的研究现状

1．4 论文的主要工作

第2章 含风电系统的旋转备用需求分析

2．1 电力系统备用的定义和分类

2．2 传统电网旋转备用配置方法

2．2．1 确定性方法

2．2．2 概率性方法

2．2．3 基于成本效益的方法

2．3 含风电系统的旋转备用配置策略

2．3．1 风电并网对旋转备用配置的影响

2．3．2 含风电系统旋转备用配置方案

2．3．3 算例分析

2．3．4 风电提供旋转备用的可行性

2．4 本章小结

第3章 含风电系统的随机生产模拟

3．1 概述

3．2 随机生产模拟基本理论

3．2．1 等效负荷持续曲线

3．2．2 随机生产模拟过程

3．3 随机生产模拟的典型算法

3．3．1 傅里叶级数法

3．3．2 等效电量函数法

3．3．3 两种算法的比较

3．4 水电机组的随机生产模拟

3．4．1 常规水电机组的随机生产模拟

3．4．2 抽水蓄能机组的随机生产模拟

3．5 风电场的随机生产模拟

3．5．1 风电出力概率分布

3．5．2 基于预测误差分析的风电场随机生产模拟

3．6 本章小结

第4章 含风电系统的旋转备用优化模型

4．1 旋转备用优化配置概述

4．2 旋转备用优化模型

4．2．1 数学模型

4．2．2 损失电量期望值

4．2．3 停电损失费用

4．3 算例分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

致谢