计及分布式发电的配电系统随机潮流计算

论文摘要

随着发电技术的进步和日益增长的负荷需求,发电容量和电力系统规模不断扩大,伴随而来的电力系统难以灵活跟踪负荷变化、系统可靠性降低、输配电网络损耗较大以及严重的环境污染等问题逐渐暴露出来,那种以传统的大型水、火电为主的集中供电方式越来越难被人们所接受。在这种情况下,一种能够提供清洁可靠电能的小容量、低成本的分布式发电技术被先后提出并加以研究,它代表了国际上最新能源工业的发展方向。分布式发电具有节省投资、降低损耗、提高系统可靠性、效率高、能源种类多样等优点,因此将分布式发电系统并入到现有的配电系统中,是今后分布式发电的发展趋势。但是把大量的分布式发电系统接入配电网会对配电系统产生很大的影响,配电系统的控制和管理将变得更加复杂。基于此,本文分析了分布式发电对配电网运行和规划方面的影响,并介绍了针对这些影响提出的控制解决策略,对未来分布式发电的发展趋势及需要进一步研究的问题做出了展望。目前,全球以太阳能光伏发电和风力发电为基础的分布式发电技术已发展得非常迅速,但同时这种依赖于自然条件发电方式所产生的出力随机波动造成的系统电压越限等问题也日益显著起来。针对这个问题,本文重点研究了分布式发电中的风力发电和太阳能发电的随机出力对配电系统电压质量的影响,提出了一种用随机潮流来评估分布式发电对电压影响的方法,建立了风力发电和太阳能发电的随机分析数学模型,该模型考虑了风力发电机有功出力与风速之间、太阳能电池有功出力与光照强度之间的函数关系,将此模型引入到接有分布式发电的IEEE34配电系统中进行随机潮流计算,得到了节点电压概率密度曲线及系统年期望电压越限小时数。其中,随机潮流采用了半不变量法,使用Gram-Charlier级数进行卷积运算,得到了我们所需要的随机变量的概率分布函数,减小了随机潮流卷积的运算量。本文还分别对风力-太阳能混合发电系统和单独的风力发电系统用此方法进行计算,比较结果后得出了前者更有利于提高系统电压质量的结论。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 分布式发电研究概述
• 1.1.1 分布式发电基本概念
• 1.1.2 分布式发电技术的分类
• 1.1.3 分布式发电研究的发展
• 1.2 分布式发电对配电网潮流影响研究概述
• 1.2.1 研究的目的和意义
• 1.2.2 分布式发电对配电网潮流的影响
• 1.2.3 计及分布式发电的配电系统潮流计算的研究发展现状
• 1.3 本文的主要研究工作
• 1.3.1 本文的主要研究内容
• 1.3.2 本文结构
• 第二章 分布式发电对配电系统运行及规划的影响
• 2.1 分布式发电对配电系统运行方面的影响
• 2.1.1 对电压控制的影响及研究现状
• 2.1.2 对电能质量的影响及研究现状
• 2.1.3 对系统可靠性的影响及研究现状
• 2.1.4 对系统稳定性的影响及研究现状
• 2.1.5 对继电保护的影响及研究现状
• 2.1.6 对系统潮流的影响及研究现状
• 2.2 分布式发电对配电系统规划方面的影响
• 2.2.1 分布式发电对配电系统规划的影响
• 2.2.2 含分布式发电的电网规划研究现状
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于半不变量的随机潮流计算
• 3.1 随机潮流简介
• 3.2 潮流方程的线性化模型
• 3.2.1 节点功率方程的线性化
• 3.2.2 支路潮流方程的线性化
• 3.3 相关概率理论
• 3.3.1 矩、中心矩
• 3.3.2 半不变量
• 3.3.3 Gram-Charlier 级数
• 3.4 随机潮流计算流程
• 3.4.1 节点注入功率的随机分布及其半不变量的求法
• 3.4.2 随机潮流计算流程图
• 3.5 本章小结
• 第四章 计及分布式发电的随机潮流计算
• 4.1 分布式发电系统随机模型
• 4.1.1 风力发电系统随机模型
• 4.1.2 太阳能光伏发电系统随机模型
• 4.1.3 负荷随机模型
• 4.2 计及分布式发电的随机潮流计算算法
• 4.2.1 算法功能
• 4.2.2 算法过程
• 4.2.3 算法流程图
• 4.3 算例及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况
• 致谢