电力系统接纳光伏发电能力计算方法研究

【摘要】：能源是人类生存和发展的重要物质基础,随着化石类能源的不断减少,能源危机将严重制约人类经济社会的发展。太阳能作为一种可再生能源,清洁无污染,逐渐引起了全世界的重视。由于光伏发电的随机性、波动性,大规模光伏发电并网后将对电力系统的安全稳定运行带来挑战。同时,我国丰富的光照资源多分布在西北部地区,该地区网架结构薄弱、负荷水平较低,需要远距离高压输送,光伏发电对系统的影响将更为严重。本文分别从长期规划和短期运行的角度,研究电力系统接纳光伏发电的能力。主要研究内容为： 对光伏发电系统外特性进行建模,分析不同时间尺度下的光伏发电出力特性,得出春秋季光伏发电出力最大,夏季次之,冬季最小,多云天气光伏发电出力波动大,5min级光伏发电出力变化呈正态分布,同时其容量置信度很低。在分析光伏发电对电网影响的基础上,提出一些改善电网接纳光伏发电能力的措施。 从长期规划的角度,研究了光伏发电对系统调峰的影响,提出了调峰能力约束下的电网接纳光伏发电能力计算方法,并考虑联络线输电功率,以某省电网进行了实例分析,得出2015年和2020年电网接纳光伏发电能力。 从短期运行的角度,提出了一种考虑静态电压稳定性的电网接纳光伏发电能力计算方法。该模型应用机会约束规划理论,能较方便地考虑光伏出力以及负荷随机性,首次在光伏发电中引入静态电压稳定性。开发了基于随机模拟技术的粒子群算法程序,在IEEE30节点系统中进行验证分析,结果表明计算代价小、准确性高。定量分析了光伏电站并网节点的选择、电网指标合格率、静态电压稳定等因素对光伏电站极限容量的影响,结果表明在计算光伏电站极限容量时考虑并网节点非常重要,其影响最大；考虑光伏出力随机性、电网指标合格率以及静态电压稳定性也比较重要。 【关键词】：电力系统 光伏发电接纳能力 调峰能力 电压稳定 粒子群算法
【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】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 光伏发电对电力系统影响研究现状11-13
• 1.2.2 电力系统接纳光伏发电能力研究现状13-14
• 1.3 本文所作的工作14-16
• 第2章 光伏发电系统原理及其并网分析16-28
• 2.1 光伏发电系统原理16-18
• 2.2 光伏发电系统并网分析18-27
• 2.2.1 外特性建模18-20
• 2.2.2 出力特性及对电网影响分析20-23
• 2.2.3 改进电网接纳光伏发电能力的措施23-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 调峰能力约束下的电网接纳光伏发电能力研究28-37
• 3.1 光伏发电并网对系统峰谷差的影响28-31
• 3.2 光伏发电并网后系统调峰需求的变化31-32
• 3.3 调峰能力约束下电网接纳光伏发电能力的计算方法32-33
• 3.4 实例分析33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 考虑静态电压稳定性的电网接纳光伏发电能力研究37-48
• 4.1 静态电压稳定约束下的电网接纳光伏发电能力计算模型37-40
• 4.1.1 光伏电站及负荷的随机模型37-38
• 4.1.2 光伏发电接纳能力的概率最优潮流模型38-40
• 4.2 求解方法40-42
• 4.2.1 电压稳定裕度的求解方法40-41
• 4.2.2 基于随机模拟的粒子群优化算法41-42
• 4.3 算例分析42-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 结论与展望48-50
• 5.1 结论48-49
• 5.2 展望49-50
• 参考文献50-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果53-54
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作54-55
• 致谢55

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