考虑互补运行的风电容量可信度研究

【摘要】：近年来我国风电发展迅速,风电容量在发电总容量中的占比不断提高。然而我国风资源分布比较集中,风电的开发多以建设大规模风电基地为主,大多数远离负荷中心,这对电力系统的规划提出了严峻的挑战,如何科学的估计远距离、与其它能源打捆输送的风电对系统容量充裕性的贡献是亟需考虑的问题。 从电力系统可靠性的角度,规划和发展风电需要考虑两个问题：一是在负荷水平不变的情况下,建设多大容量的风电可以替代一定容量的常规发电机组；二是在负荷增长的情况下,需要建设多大容量的风电来保证系统容量充裕度不变。风电可信容量评价的就是风电对系统容量充裕度的贡献,因此这个指标对风电的发展规划意义重大。 首先,为了提高风电容量可信度的计算速度,本文对风电的出力模型提出了一种简化的方法。根据风速的概率分布,通过微分法计算了风电出力的两状态模型,并将其加入发电机组停运概率表以计算系统不同状态的可用容量。这样缩短了迭代运算的时间,极大的提高系统充裕性的评估效率；应用此方法讨论了风电装机容量和风况对风电容量可信度的影响。 其次,风电可信容量的计算重点在于评估系统的充裕度,但是目前的研究大多数仅考虑发电系统的充裕性,忽略了输电线路拓扑结构及线路输送容量对其的影响。因此本文将非序贯蒙特卡洛法应用于考虑输电线路拓扑结构的系统充裕性的评估中,进而比较了不同并网方案对于风电容量可信度的影响。 最后,针对水电互补风电运行的情况,将有效载荷能力作为评价系统充裕性的指标,对风电容量的可信度进行了研究。提出了互补运行条件下风电可信容量的计算公式,比较了不同风电渗透率、不同水电库容和来水量情况下风电容量可信度的变化规律,讨论了互补策略对提高风电接纳量和降低风电波动性的影响。 【关键词】：风力发电 充裕性评估 可信容量 互补运行
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 风电发展及可信容量研究现状11-13
• 1.2.2 风储互补运行的研究现状13-14
• 1.3 本文主要的研究工作14-16
• 第2章 电力系统可靠性评估与风电可信容量16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 电力系统可靠性评估16-18
• 2.2.1 电力系统可靠性评估的概念16-17
• 2.2.2 可靠性评估的方法和指标17-18
• 2.3 风电可信容量的概念18-21
• 2.3.1 基于发电侧考虑的风电可信容量19-20
• 2.3.2 基于负荷侧考虑的风电可信容量20-21
• 2.4 小结21-23
• 第3章 基于解析法的风电可信容量计算23-36
• 3.1 引言23
• 3.2 风力发电机输出特性的简化23-26
• 3.2.1 风力发电机类型及并网形式23-25
• 3.2.2 风机功率曲线25-26
• 3.2.3 风速概率分布模型26
• 3.3 发电机两状态故障模型26-30
• 3.3.1 发电机组元件的失效模型26-27
• 3.3.2 风力发电机组容量的两状态模型27-30
• 3.4 算例分析30-35
• 3.4.1 计算步骤30-31
• 3.4.2 风电场可信容量的灵敏度分析31-35
• 3.5 小结35-36
• 第4章 考虑输电线路拓扑的风电容量可信度评估36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 系统元件的非序贯蒙特卡洛抽样36-38
• 4.3 可信容量计算步骤38-40
• 4.4 算例分析40-44
• 4.5 小结44-46
• 第5章 风水互补运行的风电可信容量评估46-65
• 5.1 引言46
• 5.2 元件状态时序抽样和指标计算46-47
• 5.3 风电、水电出力及负荷时序模型47-52
• 5.4 互补策略及程序流程52-57
• 5.4.1 互补策略的研究52-54
• 5.4.2 系统充裕性评估流程54-55
• 5.4.3 二分法计算ELCC55-57
• 5.5 算例分析57-64
• 5.5.1 IEEE-RTS79算例模型的改进57
• 5.5.2 不同策略的风电消纳量57-59
• 5.5.3 风电容量可信度计算59-62
• 5.5.4 抽水蓄能对平抑风电波动性的分析62-64
• 5.6 小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果72-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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