含风电并网的二级电压控制分区方法研究

【摘要】：现代电力系统规模庞大、结构复杂，以风电为代表的新能源发电形式不断并网，传统的分散电压控制和集中电压控制受到了不同程度的挑战。随着技术发展，越来越多的大容量风电场并网运行，然而风电场出力随机性、波动性等特点，以及对系统无功的大量需求，使得接入风电场后的电网电压稳定问题越发严峻起来。在这种情况下，将电网划分成若干区域进行安全稳定性的分析、监视和控制是十分必要的。在分区电压监控方案中以法国和日本提出的分级电压控制最为成功，在预防、阻止电压崩溃和系统内无功优化方面取得了很好的效果。作为控制策略实施的前提，合理有效的分区至关重要。 在现有的二级电压控制分区方法中很少涉猎含有风电场的情形，特别是兼顾随机性的研究非常少，本文所做的正是在这方面的一些探索，针对风电场出力特点，本文引入概率统计学方法将风电场出力概率分布离散化为多个场景，计算出期望场景参与系统分区计算，建立包含电源节点和负荷节点信息的综合电压/无功灵敏度矩阵，基于聚类和映射组合算法，得出一种有比较优势的含风电并网的二级电压控制分区方法。 使用聚类和映射组合算法适合对含有风电场电网进行二级电压控制分区，通过选取风电场期望场景参与计算，解决了风电场出力随机性与分区结果要求尽量稳定之间的矛盾，分区结果适应度计算和扰动分析表明本文方法得到的结果能够承受风电出力的一定波动，并能够经受系统故障等扰动，具有一定稳定性。通过对IEEE39节点系统的仿真分析，验证了本文方法的合理性和有效性。 【关键词】：风电场 二级电压控制分区 聚类和映射组合算法 综合灵敏度矩阵
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 二级电压控制分区方法研究现状11-13
• 1.3 风电并网后系统所受影响及二级电压控制分区要求13-15
• 1.4 本文主要工作15-17
• 第2章 电压稳定与二级电压控制分区方法改进17-31
• 2.1 引言17-18
• 2.2 电压稳定与二级电压控制18-23
• 2.2.1 电力系统电压稳定18-19
• 2.2.2 二级电压控制19-22
• 2.2.3 二级电压控制分区原则及评价标准22-23
• 2.3 改进后的二级电压控制分区方法基本思路23-24
• 2.4 综合灵敏度矩阵的生成与分析24-28
• 2.4.1 综合灵敏度矩阵的建立方法25-27
• 2.4.2 综合灵敏度矩阵分析27-28
• 2.5 电气距离28-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 基于聚类和映射的组合算法31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 聚类算法31-35
• 3.2.1 聚类算法分类31-32
• 3.2.2 数学模型32-33
• 3.2.3 凝聚的层次聚类算法33-35
• 3.3 映射算法35-36
• 3.4 基于聚类和映射组合算法的分区步骤36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 二级电压控制分区方法中风电场因素的处理38-47
• 4.1 引言38
• 4.2 风电场出力模型38-42
• 4.2.1 风力发电机等效模型38-41
• 4.2.2 风速随机分布模型41
• 4.2.3 风机有功出力情况41-42
• 4.3 风电场出力场景的选取42-46
• 4.3.1 风机出力概率分布42-44
• 4.3.2 风电场期望场景计算44-45
• 4.3.3 潮流计算中风电场接入节点的处理方法45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 算例分析47-62
• 5.1 引言47
• 5.2 算例模型47-50
• 5.3 系统分区计算50-59
• 5.3.1 分区计算及综合评价51-57
• 5.3.2 分区结果适应度57-59
• 5.4 扰动分析59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文67-68
• 致谢68

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