基于不确定理论的含大型风电场的电网扩展规划

论文摘要

随着能源需求日益增长,常规化石能源日渐枯竭,清洁的可再生能源越来越受重视。风力发电作为一种典型的储量丰富的可再生清洁能源,有着巨大的发展潜能。由于风能的随机性、间歇性和不可调性,造成风力发电出力的不确定性,再加上其他一些不确定性问题,如新增节点负荷、风电机组强迫停运、传输设备的投切、输电设备的更新、负荷量的变化等,给电网扩展规划带来全新的挑战。综合考虑这些不确定性因素在电网扩展规划中是十分必要的。本文深入研究了风能资源特性,针对风能特点,采用两参数的Weibull分布作为拟合风速概率分布的模型,进而计算出了评价风能资源的各项参数值,并在此基础上,分析了大型风电场并网后对电力系统造成的影响,建立了风电机组输出模型以及故障模型。针对风电场电网扩展规划中所含不确定信息具有随机性和模糊性双重特点,以线路投资建设总成本的随机模糊期望值最小作为目标函数,建立了基于不确定理论的电网扩展规划模型。然后针对粒子群容易陷入局部极值、早熟或停滞等缺点,分析改进粒子群算法的可行性策略,总结出改进算法主要通过调整算法的三个构成要素:惯性权重、邻域拓扑结构和学习因子来实现。结合改进粒子群算法和随机模糊模拟技术,对所建立的基于不确定理论的电网扩展规划进行求解,通过Garver6仿真算例验证了所建模型的合理性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 风力发电的研究现状
• 1.2.2 电网规划模型求解算法研究现状
• 1.2.3 不确定信息处理方法的研究现状
• 1.2.4 不确定理论及其应用的研究现状
• 1.3 研究内容
• 第2章 风能特性分析
• 2.1 风能特点
• 2.2 风速概率分布模型
• 2.3 风能资源评价参数
• 2.4 风电场并网对电能质量的影响
• 2.5 含风电场电网的潮流计算
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于不确定理论的含大型风电场的电网扩展规划模型
• 3.1 不确定理论
• 3.1.1 基本概念
• 3.1.2 可信性理论
• 3.1.3 随机模糊理论
• 3.1.4 不确定规划
• 3.2 基于不确定理论的含大型风电场的电网扩展规划模型
• 3.2.1 电网扩展规划的原则
• 3.2.2 风电场的功率输出模型
• 3.2.3 不确定因素的模拟
• 3.2.4 直流潮流模型
• 3.2.5 含大型风电场的电网扩展规划模型
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于改进粒子群算法的模型求解
• 4.1 粒子群算法的提出和特点
• 4.2 基本粒子群算法
• 4.3 标准粒子群优化算法
• 4.4 PSO 的改进和变形
• 4.4.1 惯性权重
• 4.4.2 邻域拓扑结构
• 4.4.3 学习因子
• 4.4.4 带有收缩因子的粒子群优化算法
• 4.5 模型求解步骤
• 4.5.1 整体求解步骤
• 4.5.2 相关细节的处理
• 4.6 算例验证
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介