我国分散发供电与集中供电协调规划理论及应用研究

论文摘要

我国电网发展已进入跨大区电网互联、推进电力资源在更大范围内优化配置的新阶段,同时电网的安全稳定性与脆弱性问题也越来越突出,2008年初的大雪引起的冰灾给我们敲响了警钟。电网结构是电力系统安全稳定运行的基础,电网规划历来强调全局观念和远近结合。大风雪、冰雨等自然灾害的发生是不可避免的,因此,在电力规划设计阶段要考虑应对冰灾、战争等灾害性事件对电网安全的影响,高度重视电力系统结构布局的安全性及灵活性。分散电源发供电系统与集中供电协调规划和发展是解决问题的必然途径。另外,我国西部相对偏僻落后地区尚有很多无电用户,采取延伸电网的方式供电,在技术和经济上都存在困难。而这些地区可再生能源丰富,采用可再生能源发电能以较经济的方式满足偏远地区用户的用电需求。其次,采用可再生能源分散发电可以减少常规能源的利用,降低环境污染。此外,电力竞争性市场建立后,分散发电的作用将会日益明显和重要。将其与现有电力系统结合,形成一个高效、灵活的电力系统,能够提高整个社会的能源利用率,提高整个供电系统的稳定性、可靠性和电能质量。论文以可再生能源分散发电为研究对象,对风能、太阳能、地热、生物质能这几种可再生能源分散发电技术以及蓄能技术进行技术经济特性分析;将分散发电依据其资源可用性及发电特性合理地规划到现有的电力系统中,是今后分散发电的发展趋势,但是把大量分散电源接入配电网会对配电网络的结构和运行产生很大的影响,论文运用聚类分析法和蒙特卡洛分析法对分散发电给电网带来的影响进行分析;基于可再生能源资源可用性和空间平滑法,论文分别以光伏分散发电和风力分散发电为例,研究了可再生能源分散发电的出力预测模型;根据保证电力系统安全可靠运行与总发电成本最低两个原则,通过对不同类型发电技术成本的分析,在有与无风电两种情形下,解决了不同类型发电机组间的容量分配以及各种类型发电机组的出力调度问题;最后,研究提出了可再生能源分散发电与集中供电最优协调规划方法,具体内容包括基于分散发电的电源规划研究、含分散发电的配电系统规划研究以及集中发电和分散发电协调规划的可靠性评价指标体系及评估方法。论文的研究对于指导我国电力工业发展战略及长远规划具有重要的理论与实践作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 论文的研究背景、意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容和技术路线
• 1.4 本论文的主要成果及创新点
• 第二章 可再生能源分散发电技术可行性研究
• 2.1 引言
• 2.2 风力分散发电技术可行性研究
• 2.2.1 风能资源及其发电特性分析
• 2.2.2 风力分散发电技术相关分析
• 2.2.3 风力分散发电面临的问题分析
• 2.2.4 解决问题的对策建议
• 2.3 太阳能分散发电技术可行性研究
• 2.3.1 太阳能资源及发电特性分析
• 2.3.2 太阳能分散发电技术相关分析
• 2.3.3 太阳能分散发电面临的问题分析
• 2.3.4 解决问题的对策建议
• 2.4 地热分散发电技术可行性研究
• 2.4.1 地热资源及发电特性分析
• 2.4.2 地热可再生能源分散发电技术相关分析
• 2.4.3 地热能利用面临的问题分析
• 2.4.4 解决问题的对策建议
• 2.5 生物质能分散发电技术可行性研究
• 2.5.1 生物质能资源及其发电特性分析
• 2.5.2 生物质能分散发电技术相关分析
• 2.5.3 生物质发电面临的问题分析
• 2.5.4 解决问题的对策建议
• 2.6 可再生能源分散发电中蓄能技术可行性研究
• 2.6.1 各种蓄能技术与可再生能源分散发电系统的相互匹配问题研究
• 2.6.2 各种蓄能技术及其用于可再生能源分散发电的可行性分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 分散发电对电力系统安全可靠运行的影响研究
• 3.1 引言
• 3.2 分散发电对网损的影响分析
• 3.3 分散发电对线路上潮流的影响分析
• 3.4 分散发电对配电网静态电压稳定性的影响分析
• 3.4.1 配电网静态电压稳定指标
• 3.4.2 分散发电机组对配电网静态电压稳定性的影响
• 3.5 分散发电对电能质量的影响分析
• 3.6 分散发电对系统保护的影响分析
• 3.7 案例分析
• 3.7.1 含光伏分散发电的配电网运行分析
• 3.7.2 光伏分散发电对电网安全可靠性影响的聚类分析
• 3.7.3 分散发电对电网安全可靠性影响的蒙特卡洛分析
• 3.8 本章小结
• 第四章 可再生能源分散发电的出力预测研究
• 4.1 引言
• 4.2 可再生能源资源可用性的分析方法研究
• 4.3 基于资源可用性的光伏分散发电出力研究
• 4.3.1 基于逐小时气候数据的模拟分析
• 4.3.2 基于蓄能持续曲线的模拟分析方法研究
• 4.3.3 系统事故模拟分析
• 4.4 基于空间平滑法的风力分散发电短期出力预测模型研究
• 4.4.1 单台风机出力的预测方法
• 4.4.2 相邻风机出力的相关系数分析
• 4.4.3 基于空间平滑法的两台风机出力模型研究
• 4.4.4 k 台风机的空间平滑出力预测模型研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 电力规划中不同类型发电机组容量最优分配研究
• 5.1 引言
• 5.2 不同类型发电技术的成本分析
• 5.2.1 常规发电
• 5.2.2 风电
• 5.2.3 发电机组成本数据对比分析
• 5.3 不同类型发电机组间的容量分配研究
• 5.3.1 不同类型发电机组间容量分配的原则
• 5.3.2 确定发电机组容量因子最优范围
• 5.3.3 确定持续负荷曲线和累加分布函数
• 5.3.4 确定每种类型发电机组的容量
• 5.3.5 确定总装机容量
• 5.3.6 各种类型发电机组的发电量
• 5.3.7 考虑风力发电的情形
• 5.4 本章小结
• 第六章 集中供电和分散发供电的协调规划与可靠性评估方法研究
• 6.1 引言
• 6.2 集中供电与分散发供电整体最优协调规划基本框架研究
• 6.3 集中供电和分散发供电的协调规划与决策方法研究
• 6.3.1 基于分散发电的电源规划研究
• 6.3.2 含分散发电的配电系统规划研究
• 6.4 集中发电和分散发电协调规划的可靠性指标体系及评估方法研究
• 6.4.1 可靠性指标体系的建立
• 6.4.2 可靠性评估方法研究
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间参加的科研工作