分布式风力发电对配网综合负荷特性的影响

论文摘要

电力系统仿真在电力系统设计、运行、分析中至关重要,仿真结果的准确程度直接关系着电力系统的安全稳定运行。而电力负荷具有时变性、分布性、随机性、多样性等特点,建立适应性强及精确度高的负荷模型,是一个不易解决的难题。随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视,我国风力发电建设已进入了一个快速发展的时期。并网运行的风力发电系统(Wind Power Generation,WPG)对电网的影响从电能质量扩展到暂态稳定、调频调压等诸多问题。从负荷建模的研究角度出发,风力发电作为一种典型的分布式电源,等效为配电网综合负荷的一部分时,其接入势必会对综合负荷模型及参数的确定造成一定程度的影响,进而影响电力系统仿真计算的准确性。本文采用传统的配网综合负荷机理模型、考虑小电源接入配网的广义综合负荷模型及考虑配网参数和动态无功补偿的广义综合负荷模型,利用仿真实测数据及总体测辨法进行辨识,分析风力发电对负荷模型的影响能力,并分别从模型自描述能力、泛化能力及辨识参数稳定性三方面综合比较,进一步验证了考虑配网参数和动态无功补偿的广义综合负荷模型对含风力发电影响的综合负荷具有更好的描述能力。风力发电对负荷模型描述能力的影响本质上为风力发电的接入改变了区域负荷特性,而目前针对风力发电对负荷特性的影响研究仍处于定性分析阶段,本文在提出定量分析指标的基础上,研究不同运行方式风力发电对配网综合负荷特性的影响,指出风力发电对负荷特性的主要影响因素为接入容量与接入位置,并根据仿真实测数据分析两种影响因素对负荷特性的影响力。结果表明,随WPG接入容量增加,WPG对负荷特性影响力递增;WPG接入节点所在支路有功负荷比重越大、与等效负荷母线距离越远,对负荷特性影响力越小;WPG接入容量比例小于20%时,位置因素影响力大于容量因素;WPG接入容量比例大于20%后,对负荷特性的影响力取决于WPG接入容量大小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景与意义
• 1.2 负荷模型对电力系统的影响
• 1.3 负荷建模的发展和研究现状
• 1.4 负荷建模的方法及模型分类
• 1.4.1 负荷建模的方法
• 1.4.2 负荷模型分类
• 1.5 风力发电对电力系统的影响
• 1.5.1 风力发电对暂态稳定性的影响
• 1.5.2 风力发电对负荷模型的影响
• 1.6 本文主要研究内容
• 第2章 含分布式风力发电的配电网络仿真系统
• 2.1 分布式发电的定义及分类
• 2.2 风力发电
• 2.2.1 风力发电原理
• 2.2.2 风力发电机的基本模型
• 2.3 几种常见的风力发电系统
• 2.3.1 恒速恒频风力发电机
• 2.3.2 变速恒频双馈风力发电机
• 2.3.3 直驱永磁同步风力发电机
• 2.4 含风力发电的配网仿真系统
• 2.4.1 14 节点配电网络
• 2.4.2 仿真系统搭建
• 2.5 小结
• 第3章 风力发电对负荷模型描述能力的影响
• 3.1 几种综合负荷机理模型结构比较
• 3.1.1 传统的配网综合负荷机理模型
• 3.1.2 考虑配网参数集结等效和无功补偿的综合负荷模型
• 3.1.3 考虑小电源接入配网的广义综合负荷模型
• 3.1.4 考虑配网参数和动态无功补偿的广义综合负荷模型
• 3.2 负荷模型描述能力分析
• 3.2.1 辨识目标函数及算法
• 3.2.2 负荷模型自描述能力比较
• 3.2.3 负荷模型泛化能力比较
• 3.2.4 辨识参数稳定性比较
• 3.3 小结
• 第4章 风力发电对配网综合负荷特性的影响
• 4.1 具体实施方案
• 4.1.1 负荷模型构建
• 4.1.2 定量指标提出
• 4.1.3 综合残差计算
• 4.2 计算结果分析
• 4.2.1 不同容量比例风力发电
• 4.2.2 不同地理位置风力发电
• 4.2.3 容量与位置的影响力比较
• 4.3 统计规律性总结
• 4.3.1 双因素方差分析法
• 4.3.2 容量与位置相互独立因素检验
• 4.3.3 容量影响因子均值处理检验
• 4.3.4 均值t 检验法
• 4.3.5 容量因素对负荷特性影响力的检验
• 4.3.6 位置因素对负荷特性影响力的检验
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录