大规模风电远距离接入电网的输电能力评估

摘要

随着我国大型风电基地的建设加快，由于当地电网负荷有限，经常有“窝电”现象发生。这一问题的可行解决方案是将该地区风电汇集后经远距离输电通道外送至电网负荷中心进行消化，由此产生大规模风电远距离接入电网的问题。大规模风电经远距离接入电网后，输电能力(TTC)的计算将与以往有所不同，体现在以下方面:
　　1)由于风电机组相对较弱的无功/电压调节能力，大规模风电远距离接入后对系统电压稳定影响较为突出，为保证TTC计算结果的可靠性需要考虑静态电压稳定约束条件，采用适合的计算方法;
　　2)需要考虑系统中随机性因素如风速波动、元件故障等的影响，进行TTC概率评估;
　　3)除采用常规交流输电外，还将采用直流输电进行大规模风电外送，需要提出相应的TTC计算方法。
　　本文首先对普通异步风电机组和双馈感应式风电机组两种主流机型分别采用相应简化功率模型，建立了风电场的功率模型。接着针对大规模风电经远距离接入后系统TTC计算需要考虑静态电压稳定约束的要求，采用基于连续潮流的方法，详细叙述了风电场接入电网后TTC计算的具体过程。随后考虑系统中随机性因素的影响，利用蒙特卡洛仿真方法进行TTC的概率评估，并选取了一系列评估指标对计算结果进行分析。最后在对风电经交流输电接入电网的研究基础上，结合风火打捆输送方式对风电经直流输电通道接入的TTC计算方法进行探索，建立了相应TTC计算模型。引入直流输电通道后，TTC计算需要解决交直流混合系统潮流计算问题，本文对常规连续潮流方法进行修改以实现交直流系统TTC求解。实例分析所得结论可为系统规划及运行提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 输电能力的基本概念

1．3 课题研究现状

1．3．1 TTC计算方法的研究现状

1．3．2 考虑电压稳定约束的TTC计算研究

1．3．3 考虑风电接入的TTC计算研究

1．3．4 交直流系统TTC计算研究

1．4 本文的主要工作

第2章 考虑静态电压稳定约束的TTC计算

2．1 概述

2．2 风电场模型

2．2．1 并网风电机组类型

2．2．2 风电机组功率模型

2．2．3 风电场功率模型

2．3 TTC计算模型

2．3．1 目标函数

2．3．2 等式约束条件

2．3．3 不等式约束条件

2．4 基于连续潮流的TTC计算方法

2．4．1 含参潮流模型

2．4．2 功率交换方案

2．4．3 预测环节

2．4．4 校正环节

2．4．5 迭代过程中的步长选取

2．5 TTC计算过程

2．6 本章小结

第3章 考虑随机因素影响的TTC概率评估

3．1 概述

3．2 风电场风速模型

3．3 蒙特卡洛仿真法简介

3．4 系统状态的蒙特卡洛仿真

3．4．1 风电场风速抽样

3．4．2 系统元件状态抽样

3．4．3 系统负荷仿真

3．4．4 系统状态仿真

3．4．5 系统抽样状态校正

3．5 TTC概率评估流程

3．6 TTC概率评估指标

3．7 实例分析

3．8 本章小结

第4章 风电经直流输电接入电网的TTC计算

4．1 概述

4．2 风电经直流输电接入电网的相关问题

4．2．1 直流输电系统

4．2．2 风火打捆输送

4．2．3 TTC计算模型

4．3 交直流系统TTC计算

4．3．1 交直流系统潮流计算

4．3．2 交直流系统的连续潮流计算过程

4．3．3 交直流系统TTC计算流程图

4．3．4 风电经直流输电接入电网的TTC计算过程

4．4 风电经直流输电接入电网的TTC概率评估

4．5 实例分析

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

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢