計及風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性模型算法研究.pdf

1、本文受國家自然科學(xué)基金項目“大電網(wǎng)概率風(fēng)險評估的解析計算模型和算法研究，項目號50607021”資助。
　　隨著能源問題和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，世界各國競相大力發(fā)展可再生能源。風(fēng)電是無需燃料費用的可再生綠色能源，由于其利用成本的低廉和技術(shù)的成熟，風(fēng)電已成為可再生能源中發(fā)展最快的、最具有發(fā)展前景的一種發(fā)電力式。但是與其他常規(guī)的火電廠、水電廠不同，風(fēng)電場的輸出功率不斷波動，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定的影響。為研究

2、風(fēng)電場并網(wǎng)對電力系統(tǒng)可靠性的影響，本文建立了基于蒙特卡洛仿真的計及風(fēng)電場的大電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析模型，充分考慮了風(fēng)速的隨機(jī)性及風(fēng)電機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率，對計及風(fēng)電場的大電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。本文所作工作如下：
　?、俦疚暮唵谓榻B了風(fēng)力發(fā)電可靠性評估的發(fā)展概況、方法和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，認(rèn)識到對計及風(fēng)電場大電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估的重要性。
　?、诖箅娋W(wǎng)可靠性評估方法可分為解析法和模擬法，其中模擬法由于方法的靈活性和實用性已日益得到重視和

3、應(yīng)用。模擬法按隨機(jī)抽樣方法的不同而分為非序貫蒙特卡洛仿真、序貫蒙特卡洛仿真和狀態(tài)轉(zhuǎn)移抽樣。本文詳細(xì)介紹了三種蒙特卡洛仿真方法的基本原理，分析了它們的優(yōu)缺點。同時，基于序貫蒙特卡洛仿真得到的年可靠性指標(biāo)樣本和非參數(shù)概率密度估計技術(shù)，論文實現(xiàn)了可靠性指標(biāo)的概率密度估計，探索了從可靠性指標(biāo)內(nèi)在分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)特征出發(fā)深刻揭示電網(wǎng)風(fēng)險特性的新思路。通過對RBTS和IEEE-RTS79可靠性測試系統(tǒng)的評估分析，驗證了所提方法的正確性和有效性。

4、>　?、埏L(fēng)速預(yù)測是風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計中的重要工作?？紤]風(fēng)速時序性和自相關(guān)性的特點，采用時間序列法建立了風(fēng)速序列預(yù)測模型，在算例中，將預(yù)測風(fēng)速的分布特性與實際風(fēng)速分布特性相比較，驗證了自回歸移動平均模型用于風(fēng)電場風(fēng)速預(yù)測的可行性。
　　④根據(jù)風(fēng)速序列預(yù)測模型，結(jié)合常規(guī)機(jī)組、線路和變壓器等的狀態(tài)模型，建立了基于序貫蒙特卡洛仿真的風(fēng)電場可靠性模型，該模型充分考慮了風(fēng)能隨機(jī)性和風(fēng)電機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)率等不確定因素，將該模型應(yīng)用于計及風(fēng)電場的大電網(wǎng)系

5、統(tǒng)，按照在滿足系統(tǒng)安全約束條件的前提下充分利用風(fēng)電的原則，對計及風(fēng)電場的大電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。
　?、輰L(fēng)電場的可靠性模型與電力系統(tǒng)模型相結(jié)合，提出基于序貫蒙特卡洛方法評估計及風(fēng)電場的大電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性，研究了風(fēng)電場并網(wǎng)、風(fēng)電場穿透功率、風(fēng)電場選址以及風(fēng)速變化對電網(wǎng)可靠性的影響，為風(fēng)電場的規(guī)劃與運(yùn)行奠定理論基礎(chǔ)；另外，基于核密度估計技術(shù)得到了可靠性指標(biāo)的概率密度分布，對幾種方案可靠性指標(biāo)的概率密度分布進(jìn)行了比較，實現(xiàn)了對計及風(fēng)電