风电场接入系统规划设计研究

论文摘要

风力发电环境友好、技术成熟、可靠性高、成本低且规模效益显著,是发展最快的新型能源。风电并网的方式主要有两种:以分布式电源的方式接入配电网和大容量风电场集中接入输电网。本文主要研究的是风电通过大规模、集中开发、远距离高电压方式接入输电网,输电网侧的规划问题。风能资源丰富的地区大部分都远离负荷中心,风电场接入点附近网架结构薄弱,加上风电机组出力的随机性、间歇性和反调峰等特性,当风电装机容量占电网容量比例较大时,给系统运行带来很多方面的问题,对含风电场的发输电系统的规划提出了新的要求,比如系统备用容量配置、关键输电线路输送容量约束以及系统电压水平和无功补偿容量约束等。本文采用非线性规划及灵敏度分析方法,识别大容量风电场并网后输电网络中的脆弱域,获得输电网侧的规划方案。本文提出基于网络均衡熵最大的规划优化目标,利用灵敏度方法得到大规模风电入网情况下,使系统最均衡的输电网侧规划方案,并从经济性及可靠性两方面与运行费用最小为优化目标所获得的规划方案进行了比较。采用改进的IEEE-57节点系统进行仿真的结果表明,网络均衡熵与传统的基于蒙特卡洛仿真的EENS可靠性指标一样,可以表明系统的可靠性。同时由于其计算的快捷,网络均衡熵可以做为优化目标,用于基于非线性规划的输电网规划中,得到使大规模风电更可靠的接入电网的规划方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 含风电场电力系统规划
• 1.2.1 规划方法简介
• 1.2.2 规划方案的评估
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 电力系统规划方案模型与评估
• 2.1 引言
• 2.2 常规发输电系统规划模型与评估
• 2.2.1 常规发输电系统规划模型
• 2.2.2 常规发输电系统可靠性模型与指标
• 2.2.3 常规发输电系统经济性指标
• 2.3 含风电场发输电系统规划模型与评估
• 2.3.1 含风电场发输电系统规划模型
• 2.3.2 含风电场发输电系统可靠性模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 输电网扩建方案的确定和评估指标
• 3.1 引言
• 3.2 基于灵敏度方法的输电网脆弱域识别
• 3.2.1 灵敏度方法
• 3.2.2 最优潮流目标函数
• 3.3 输电网扩建方案评估指标
• 3.4 本章小结
• 第4章 算例分析
• 4.1 IEEE-57 节点系统
• 4.2 系统负荷参数调整
• 4.3 系统脆弱域的识别
• 4.3.1 风电场出力数据
• 4.3.2 仿真设计及扩建方案的形成
• 4.4 输电网扩建方案的评估
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要