风电高渗透率电力系统的暂态稳定性风险评估与控制

【摘要】：风电是可再生的清洁能源,对缓解能源危机和保障全社会的可持续发展具有极其重要的作用。但是随着大规模风电接入电网,风电的随机性和不确定性对电力系统的安全运行,尤其是电力系统的暂态稳定性造成了很大影响。如何有效准确的评估这种影响是急需解决的问题,本文着眼于该问题,从风险的角度对大规模风电接入电力系统的暂态稳定性进行了研究。首先,本文针对风电场风速的不确定性,基于风险理论提出了用于评估电力系统暂态稳定性的风险指标。该指标考虑了风速的概率分布特性、线路故障的事故概率模型和事故引起的严重度后果三方面的因素,在计算事故引起的严重后果方面,本文提出用电力系统的暂态稳定裕度来表征。同时本文将K-means聚类分析应用到本文的风险评估中,对风险进行有效分类。算例仿真结果表明本文建立的风险评估方法有效反映了含大规模风电的电力系统暂态稳定性,相对于以往的只考虑暂态后果的暂态稳定分析方法更加准确,更能反映实际情况。其次对风速相关性对电力系统暂态稳定性的影响进行了研究。本文将Copula理论应用到风速的相关性研究,建立了基于Copula函数的相关性风速及概率分布模型。该方法首先将风速从威布尔分布空间变换到均匀分布空间,然后利用Copula函数变换到联合分布空间,通过给定的相关系数求出各个风电场的边缘分布,最后利用威布尔分布的逆函数得到了具有相关性的风速序列。在单一风速暂态风险指标的基础上建立了全系统的暂态风险指标。算例仿真表明,系统的暂态稳定性随着相关系数的增大而降低。同时随着风电场渗透率的增加,风速相关性对系统暂态稳定性的影响越来越大。最后本文针对系统的暂态稳定风险,采用调整常规机组机械功率来预防控制,降低系统风险。在寻找调整量的过程中,将轨迹灵敏度技术应用到暂稳分析,建立了风险指标对常规机组机械功率的灵敏度,通过灵敏度的正负及大小快速调整。该方法建立了系统的轨迹灵敏度方程,通过时域仿真得到了角速度、功角等的轨迹灵敏度,进而求得风险的轨迹灵敏度。算例仿真验证了通过所提出的风险指标灵敏度快速调整常规机组机械功率的有效性。 【关键词】：风电 暂态稳定 风险评估 风速相关性 Copula函数 轨迹灵敏度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题的研究背景及目的意义9-11
• 1.2 课题在国内外的研究现状11-16
• 1.2.1 含风电场的电力系统暂态稳定性研究11-13
• 1.2.2 基于风险的安全评估现状13-15
• 1.2.3 风速相关性对电力系统影响研究现状15-16
• 1.3 本文的主要研究工作16-17
• 第2章 含大规模风电的电力系统暂态稳定风险评估17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 风电场风速模型17-20
• 2.2.1 威布尔分布的风速模型17-18
• 2.2.2 风速概率18
• 2.2.3 风速概率分布模型参数计算方法18-19
• 2.2.4 风电机组功率输出特性19-20
• 2.3 含风电场的暂态稳定裕度分析20-24
• 2.4 含风电电力系统的暂态风险评估策略24-27
• 2.4.1 风险模型和风险指标的建立24-25
• 2.4.2 风险评价的聚类分析方法25-26
• 2.4.3 风险评估流程26-27
• 2.5 风险评估仿真分析27-32
• 2.5.1 风速概率仿真结果28-29
• 2.5.2 预想故障概率分布结果29-30
• 2.5.3 风险评估结果30-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 计及风速相关性的暂态稳定风险研究33-48
• 3.1 引言33
• 3.2 风速相关性模型33-40
• 3.2.1 矩阵变换法简介34-35
• 3.2.2 Copula函数介绍35-38
• 3.2.3 基于Copula函数的相关风速模拟38-39
• 3.2.4 相关性风速概率分布39-40
• 3.3 多风电场的电力系统暂态稳定风险评估方法40-42
• 3.3.1 多风电场电力系统暂态稳定评估指标40
• 3.3.2 风险评估策略40-42
• 3.4 计及风电场相关性的暂态稳定风险分析42-47
• 3.4.1 相关性风速模拟和概率分布42-44
• 3.4.2 风速相关性对系统暂态稳定风险的影响44-46
• 3.4.3 不同装机容量下风速相关性影响分析46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 基于轨迹灵敏度的暂态稳定风险控制48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 基于轨迹灵敏度的暂态稳定风险分析48-51
• 4.2.1 轨迹灵敏度分析原理48-49
• 4.2.2 暂态稳定风险灵敏度计算49-50
• 4.2.3 暂态稳定裕度灵敏度计算50-51
• 4.3 轨迹灵敏度的计算51-57
• 4.3.1 轨迹灵敏度方程51-52
• 4.3.2 灵敏度初始值计算52-57
• 4.4 基于轨迹灵敏度的同步发电机机械功率调节57-58
• 4.5 风险控制效果仿真58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-68
• 致谢68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于证据理论和效用理论的电力系统风险评估    张国华;段满银;张建华;陈德刚;杨京燕;

大规模风电接入对电力系统暂态稳定性影响机理研究    汤蕾;沈沉;

基于扩展等面积定则的含大规模风电场电力系统暂态稳定性分析    林俐;杨以涵;

风速空间相关性和最优风电分配    简金宝;刘思东;

风电场接入对电网稳定性影响的研究    赵强

考虑断路器在线状态的电网风险评估方法    郭磊;郭创新;曹一家;姜新凡;盛鹍;

基于故障后最小动能轨迹的同步发电机暂态稳定性分析方法    张治俊;李辉;陈宏文;甘继红;李鹏;

大规模双馈风电接入对东北电网稳定性的影响    岳涵;郑宽;于洋;张雪敏;汤伟;吴珂鸣;刘洋;

风电比例对风火打捆外送系统功角暂态稳定性影响    汤奕;赵丽莉;郭小江;

考虑输电线路故障特性的电网综合风险评估体系    巫伟南;杨军;胡文平;曾志力;于腾凯;刘培;

基于随机潮流的含风电电力系统静态安全评估    朱星阳;黄宇峰;张建华;费上贝;刘俊祎;李海南;

大规模风电接入对电力系统暂态稳定性影响机理研究    汤蕾;沈沉;

多时空尺度下风电平滑效应的分析    申颖;赵千川;李明扬;

双馈风电机组故障行为及对电力系统暂态稳定性的影响    田新首;王伟胜;迟永宁;李庚银;汤海雁;李琰;

考虑电网运行风险的发用电一体化调度方法    曹斌;刘文霞;王睿喆;张建华;

考虑间歇性能源接入和运行安全的多目标有功优化调度    邱威

基于N-k故障的电力系统运行风险及脆弱性评估    吴旭

电力市场环境下节能发电调度研究    陈连凯

基于博弈实验的电力市场综合模拟与分析    谭科

基于能量函数的含风电电力系统暂态稳定分析与控制    罗远翔

基于风险理论的电网脆弱性评估    肖盛

基于D-S证据融合的电网工程项目质量管理及评价研究    马涛

基于证据理论和效用理论的电力系统暂态风险评估    郑静媛

地区电网故障诊断系统的实用化研究    刘童亮

地区电网运行风险评估及控制    丁施尹

基于状态检修的电力系统安全风险评估    李海峰

电力施工企业安全文化建设与评价研究    殷建华

基于模糊积分的电力建设工程项目安全管理评价研究    秦永刚

基于SOA的电网安全风险评估系统研究与实现    崔建磊

含风电场的发输电系统运行风险评估    张理

考虑风速特性的动态电压崩溃指标    马瑞;周志飞;徐慧明;徐晓东;

基于定子磁链的双馈风力发电系统矩阵变换器调制策略    宋战锋;夏长亮;

风电场不同控制策略对电网电压稳定影响的分析    薛尚青;蔡金锭;

大规模风电外送中的次同步振荡问题    毕天姝;孔永乐;肖仕武;张鹏;张涛;刘全;

交流励磁变速恒频风力发电系统的运行与控制    刘其辉;贺益康;赵仁德;

负荷模型动态特性不确定性对低频振荡的影响    孙衢,徐光虎,陈陈

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略    朱凌志;陈宁;王伟;

双馈风电机组的小信号分析及其控制系统的参数优化    林今;李国杰;孙元章;黎雄;

基于绕线式异步发电机的风电场并网暂态稳定机理分析    林俐;杨以涵;

风速相关性对概率潮流计算的影响分析    范荣奇;陈金富;段献忠;李慧杰;姚美齐;

大型风电场电压稳定性分析与控制研究    潘文霞

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

计及风电场容量可信度的电力系统可靠性研究    张硕

含风电场的电力系统小干扰稳定性分析    刘小林

双馈风力发电变流器控制系统研究    梁建钢

用于双馈风力发电机的双PWM变换器的设计与实现    邓富金

基于双馈感应发电机的风电场并网特性研究    侯红景

双馈型风力发电机控制策略及低电压穿越技术研究    赵新

风电场等值建模及其暂态运行特性研究    王荷生

考虑暂态稳定性约束的最优潮流问题    孙元章,杨新林,王海风

阜阳电厂入网暂态稳定性研究    方振;吴红斌;滕林;

小容量机组对220kV电网的暂态稳定性影响分析    石雪梅;吴迪;

暂态稳定性事故筛选与排序方法研究    彭晨光;刘娜;王瑞闯;

直流系统控制方式对暂态稳定性的影响    于汀;胡林献;姜志勇;

两种不同的备自投控制策略对肇庆电网暂态稳定性的影响研究    陈曦;

110kV线路全线快速保护退出电网暂态稳定性分析    金翼;孟丽娟;陈晓东;朱莉莉;

飞轮储能系统建模及提高配电网暂态稳定性的研究    周念成;郭燕;王强钢;

蛙跳算法在暂态稳定性计算中的应用    谭聪;徐文令;

暂态稳定性分析的自动事故选择方法    甘德强，王锡凡，杜正春，王小璐

考虑暂态稳定性约束的最优潮流    王俊;蔡兴国;朴在林;

风电并网对系统暂态稳定性影响的研究    夏凡;

电力系统暂态稳定预防控制研究综述    孙元章;杨新林;

电力系统概率暂态稳定性分析与控制方法研究    崔凯

电力系统暂态稳定控制策略研究    兰洲

风电高渗透率电力系统的暂态稳定性风险评估与控制    梁立龙

并网光伏发电系统的暂态稳定性研究    刘东冉

大规模风电并网对系统暂态稳定性的影响    邵志敏

温州电网暂态稳定性分析及对策研究    赵璞

提高交直流互联系统暂态稳定的直流功率调制策略研究    卢岑岑

定速异步风机模型及暂态稳定性的研究    周志

影响安徽电网暂态稳定性因素研究    方振

风火打捆外送直流闭锁故障暂态稳定性及控制措施研究    逄博

风电并网对系统暂态稳定性及调峰能力影响的研究    夏凡

含冲击性负荷工业供电系统暂态稳定性分析    雷瑞丰