基于时序仿真的区域电网风电接纳能力研究

【摘要】：随着我国风电装机容量的快速增长,大规模风电并网消纳问题越来越突出。传统风电装机规划主要以最严峻的系统约束条件下,某个时间断面上的系统最大风电接纳容量或系统风电穿透功率极限等容量指标指导风电规划。该方法没法从规划时间区间上,反映系统风电接纳电量,所以没法衡量风电场全年发电量及风电等效利用小时数。由于我国风电规划主要关注风电机组等效利用小时数、弃风电量、弃风小时数和火电利用小时数等指标,所以本文针对我国区域风电消纳困难的问题,从风电规划需求出发,保障安全用电,充分挖掘系统发电机组调峰性能,提高系统风电接纳能力。本文通过计算整个时间区间上系统可接纳风电电量和风电等效利用小时数对系统风电接纳能力进行评估。 综合国内外风电规划思想,本文运用PowerFactory系统仿真软件对规划电网进行仿真,得到实际电网对装机容量的限制。通过本文机组运行计划定制模型,求取时间区间上的最优机组组合。通过分析机组出力特性,求取系统机组最小技术出力时间序列,得到系统可消纳风电空间时间序列。结合风电出力时间序列,根据本文风电电量计算模型,在整个时间区间上计算系统可接纳风电电量。归结起来,需要计算两个过程,即系统机组运行计划和系统可接纳风电电量。考虑到工程实际运用和模型求解复杂度,本文提出运用分步优化思想,将两个过程分别进行计算,得到系统消纳风电电量和等效利用小时数,进而指导风电装机规划。 本文深入研究抽水蓄能电站和区域间联络线对系统风电接纳能力的影响。对抽水蓄能电站进行时序生产模拟建模,得到利于算法处理的形式,通过时序生产模拟制定抽水蓄能电站出力曲线。综合抽水蓄能电站储存的电量与容量,合理调整系统调峰机组的运行状态,评估系统调峰压力的改善及系统风电接纳能力的提高。区域间联络线可以将局部多余的风电进行外送,提高系统风电接纳能力。本文研究的是联络线传输功率固定的情景。对负荷曲线进行调整。在新的时序负荷曲线下,定量分析系统风电接纳能力提升程度。 综合上述解决方案,本文开发了一个基于Delphi的电力系统风电接纳能力分析仿真平台。仿真平台整体架构基于C/S模型,主要运算任务由终端完成,服务器主要管理用户信息及供给服务信息。为方便以后的开发,整个分析平台在数据结构中留出了相应的接口,为后续开发工作打下基础。该分析平台计算结果对风电装机规划有一定的参考价值。 【关键词】：风电规划 风电接纳 时序分析 分步优化 Delphi 模拟退火 PowerFactory
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与选题意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 电力系统风电接纳能力研究现状11-12
• 1.2.2 时序生产模拟研究现状12-13
• 1.3 本文研究方案设计13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第2章 电力系统电源特性建模15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 电力系统发电电源特性研究15-21
• 2.2.1 火力发电15-17
• 2.2.2 水力发电17-19
• 2.2.3 风力发电19-21
• 2.3 不同电源带负荷位置研究21-22
• 2.4 电力系统输电特性对系统消纳能力的影响研究22-23
• 2.5 小结23-24
• 第3章 大规模风电并网对电力系统运行的影响24-37
• 3.1 引言24
• 3.2 大规模风电并网对静态电压的影响24-29
• 3.3 大规模风电并网对系统潮流的影响29-31
• 3.4 大规模风电并网对系统稳定性的影响31-36
• 3.4.1 大规模风电并网对系统电压稳定性的影响31-33
• 3.4.2 大规模风电并网对电网频率稳定性的影响33-36
• 3.5 小结36-37
• 第4章 电力系统可接纳风电电量研究37-53
• 4.1 引言37
• 4.2 电力系统发电机组运行计划优化模型37-42
• 4.2.1 电力系统最优开机容量序列分析37-39
• 4.2.2 电力系统机组运行计划定制模型39-41
• 4.2.3 时序负荷曲线分类模型41-42
• 4.3 系统风电接纳时序容量计算模型42-46
• 4.3.1 机组分类顺位排序42
• 4.3.2 系统风电接纳电量计算模型42-43
• 4.3.3 尖峰负荷机组负荷分配模型43-45
• 4.3.4 中间负荷机组负荷分配模型45-46
• 4.4 算例分析46-52
• 4.5 小结52-53
• 第5章 改善系统风电接纳能力相关措施研究53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 抽水蓄能子模型53-60
• 5.2.1 抽水蓄能电厂的作用53-60
• 5.3 联络线控制子模型60-62
• 5.4 小结62-63
• 第6章 电力系统风电接纳能力仿真分析平台开发63-80
• 6.1 引言63
• 6.2 Delphi编程语言简介63
• 6.3 电力系统风电接纳能力分析平台架构63-65
• 6.4 风电接入系统分析平台制作65-79
• 6.4.1 分析平台功能模块视图65-67
• 6.4.2 客户端程序风电接纳特性计算流程67
• 6.4.3 分析平台服务器端67-69
• 6.4.4 分析平台客户端69-79
• 6.5 小结79-80
• 第7章 结论与展望80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文86

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