考虑风能接入的多场景电网规划及其风险评估

【摘要】：电网规划是电网发展的重要依托,其任务是按照规划期间的电源和负荷增长情况,在已有的电网结构基础上,合理选择扩建线路以符合电力系统安全运行和经济性最佳。针对电力市场环境下,更多的不确定性因素将会带来新的挑战,而且随着风电并网,也会给电网规划带来更多的风险。如何处理电力市场环境下的各种不确定性因素,如何评估电网规划的风险因素,如何更好地评价电网规划结果是当下急需解决的问题。 本文以上述问题作为研究目标,充分总结与吸收前人的研究成果,提出用多场景规划技术处理电力市场环境下的各种不确定性因素,通过对电网的元件可靠性模拟评估电网的风险因素,结合综合经济分析方法得到符合经济性及概率风险性的电网规划方案。 首先,对电网规划的研究内容和现状进行阐述,从电力供需分析、不确定因素模拟、电网规划方法、电网规划求解方法和风能接入的风险研究现状几个方面进行探讨,提出了本文规划中的处理方法。其次,应用蒙特卡罗理论模拟风电出力功率的波动性,并将它的不确定性因素用多场景技术构造出多个场景,运用遗传算法进行灵活电网规划,求解出三类过负荷率下的5种电网规划方案,再将不同的方案应用到不同的场景进行分析。再次,提出电网风险评估理论,应用元件停运模型分析电网概率风险,并用简单的电网算例阐述风险评估理论。最后,本文通过改进的18节点系统算例进行多场景电网规划,然后对待选规划方案进行风险评估,确定其风险概率及风险费用,综合分析得到符合预期目标的最优电网规划方案。 【关键词】：电网规划 多场景规划 蒙特卡罗 遗传算法 风险评估
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM715
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 电网规划概述及研究现状12-14
• 1.2.1 电网规划概述12
• 1.2.2 电网规划研究综述12-14
• 1.3 风能接入电网的研究现状14-19
• 1.3.1 国内外风电发展概况14-16
• 1.3.2 风能接入电网的影响16-17
• 1.3.3 国内外低电压穿越能力制定17-19
• 1.4 本文研究主要内容及思路19-21
• 1.4.1 论文研究主要内容19-20
• 1.4.2 本文研究的思路20-21
• 1.5 小结21-23
• 2 电网规划研究相关理论23-47
• 2.1 电力供需分析理论23-28
• 2.1.1 负荷预测及模型23-24
• 2.1.2 电力供给分析24-26
• 2.1.3 电力供需平衡26-28
• 2.2 不确定因素理论及蒙特卡罗模拟28-37
• 2.2.1 不确定性因素种类28-29
• 2.2.2 处理不确定性因素方法29-31
• 2.2.3 模拟不确定因素的蒙特卡罗法31-33
• 2.2.4 蒙特卡罗模拟风电出力功率33-37
• 2.3 电力市场环境下电网规划理论及方法37-42
• 2.3.1 电力市场环境下电网规划方法简介37-39
• 2.3.2 多场景技术规划概述39-40
• 2.3.3 规划中多场景的划分与应用40-41
• 2.3.4 风电引起的辅助服务41-42
• 2.4 电网规划方案综合经济分析理论42-45
• 2.4.1 规划方案经济评价方法介绍42-43
• 2.4.2 经济评价指标及其计算43-44
• 2.4.3 电网规划方案的成本效益分析44-45
• 2.5 小结45-47
• 3 基于遗传算法的多场景电网规划实现47-61
• 3.1 电网规划的数学模型47-51
• 3.1.1 基于多目标的数学模型的建立47-48
• 3.1.2 数学模型中相关参数的处理48-49
• 3.1.3 电网规划模型的潮流计算49-51
• 3.2 遗传算法相关理论51-56
• 3.2.1 遗传算法概述52-53
• 3.2.2 遗传算法的基本实现53-55
• 3.2.3 遗传算法控制参数的选择55-56
• 3.3 多场景电网规划求解步骤及分析56-60
• 3.3.1 遗传算法求解规划流程图56-58
• 3.3.2 电网规划各步骤说明58-59
• 3.3.3 多场景技术的灵活规划分析59-60
• 3.4 小结60-61
• 4 电网规划方案风险评估61-77
• 4.1 电力系统风险评估综述61-66
• 4.1.1 风险评估理论概述61-62
• 4.1.2 电网规划风险评估方法简介62-64
• 4.1.3 电网风险评估的具体过程64-66
• 4.2 系统元件的停运模型及参数估计66-68
• 4.2.1 元件停运模型的概述66-67
• 4.2.2 元件停运模型参数估计67-68
• 4.2.3 蒙特卡罗法模拟元件停运概率模型68
• 4.3 电网风险评估分析68-75
• 4.3.1 电力系统停运概率模型模拟68-71
• 4.3.2 电网风险评估指标的建立71-73
• 4.3.3 电网风险评估相关假设73
• 4.3.4 电网风险评估算例分析73-75
• 4.4 小结75-77
• 5 18节点系统电网改造和规划77-95
• 5.1 18节点系统电网现状及问题77-80
• 5.1.1 18节点系统电网络现状77-78
• 5.1.2 18节点系统电网络存在的问题78-79
• 5.1.3 18节点系统电网的规划目标79-80
• 5.2 18节点系统电网规划分析80-87
• 5.2.1 待选线路及参数设置80-82
• 5.2.2 电网规划待选方案确定82-86
• 5.2.3 待选规划方案的比较86-87
• 5.3 电网规划结果及分析87-93
• 5.3.1 电网规划方案的风险评估87-91
• 5.3.2 电网规划方案综合经济分析91
• 5.3.3 电网规划结果91-93
• 5.4 小结93-95
• 6 结论95-97
• 6.1 本文的主要结论95-96
• 6.2 论文的不足与展望96-97
• 参考文献97-101
• 附录A101-105
• 附录B105-107
• 作者简历107-111
• 学位论文数据集111

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