基于多状态系统理论的间歇式电源消纳能力评估方法研究

论文摘要

风电是一种间歇性能源,风电场的功率输出具有很强的随机性和波动性,随着今后更多、更大规模的风电投入运行,对电网运行的影响也将越来越大,因此对该领域的研究显得愈发重要。如何在最大限度提高电网消纳风电能力的同时,保证电网安全稳定可靠运行,促使风电与电网协调发展,是当前迫切需要研究的课题。本文采用多状态理论评估含风电场系统的可靠性水平,分析了大规模风电接入电网对系统可靠性和备用容量的影响,计算了既定可靠性水平下的风电最大接入功率和系统备用容量的大小。论文主要内容如下：首先基于含风电系统的特点和多状态理论,提出使用多状态理论研究含风电系统的可靠性水平,并且采用通用生成函数UGF方法分析多状态系统的可靠性问题。其次根据风能及风能资源的特性,分析间歇式能源的出力特性,利用风电出力的多状态概率模型去表示风电的波动性和间歇性。第三是使用通用生成函数UGF方法将多状态风电场模型和多状态负荷模型组合起来,以表示风速的波动性、风机的可靠性及负荷的不确定性。最后,按照多状态UGF模型,通过IEEE-RBTS算例分析了风电并网前后系统可靠性指标的变化,计算了基于既定可靠性的区域电网风电最大消纳量和备用容量的大小。计算结果表明,风电的最大接入功率受很多因素的影响；大规模的风电接入对系统可靠性有很大的影响,必须增加系统备用容量来维持系统的可靠性,并且系统备用的大小对系统可靠性有显著的影响。

论文目录

• 目录
• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外风电发展现状
• 1.2.1 国外风电发展现状
• 1.2.2 国内风电发展现状
• 1.3 大型风电场运行的特点和并网运行造成的影响
• 1.3.1 大型风电场运行的特点
• 1.3.2 大型风电场并入电网所造成的影响
• 1.4 目前的研究现状和方法
• 1.5 文本所做的主要工作
• 第二章 多状态系统
• 2.1 引言
• 2.2 发输电系统的可靠性评估指标
• 2.2.1 发输电系统元件的可靠性参数
• 2.2.2 发输电系统可靠性指标
• 2.3 多状态系统
• 2.3.1 多状态系统概念
• 2.3.2 多状态系统的模型
• 2.4 生成函数（UGF）方法
• 2.5 算例
• 2.6 小结
• 第三章 风速和风机的模型
• 3.1 简述
• 3.2 风能资源特性
• 3.2.1 风速的特性
• 3.2.2 风能资源的特性指标
• 3.3 风速模型
• 3.3.1 风速概率分布模型
• 3.3.2 ARMA时间序列风速模型
• 3.3.3 多状态风速模型
• 3.4 风机的多状态模型
• 3.4.1 风机的出力模型
• 3.4.2 风机的多状态模型
• 第四章 基于既定可靠性下的风电最大消纳能力计算
• 4.1 引言
• 4.2 风电场和负荷的UGF模型建立
• 4.2.1 风电场的多状态UGF模型
• 4.2.2 负荷的多状态UGF模型
• 4.3 热电/水电机组的UGF模型
• 4.4 分时段多状态UGF模型
• 4.5 基于既定可靠性下的风电最大消纳能力计算
• 4.6 算例分析
• 4.7 小结
• 第五章 间歇式能源接入对备用容量的影响
• 5.1 引言
• 5.2 各元件多状态UGF模型的建立
• 5.3 基于既定可靠性水平下的备用容量计算
• 5.3.1 可靠性指标
• 5.3.2 问题公式表示
• 5.3.3 计算步骤
• 5.4 算例分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表