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计及风电场功率相关性的随机潮流计算方法研究

作　者: 丁然
导　师: 卢继平
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 风电场风电并网随机潮流电压波动功率相关
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年风力发电的迅猛发展使得其本身的随机特性对电网的影响受到研究人员的日益关注,再加上电力系统本身存在的大量不确定因素(例如电源出力与负荷的随机变化,发输变设备的故障停运等)给电力系统运行分析中最基本的潮流计算带来计算量大并且难于全面反映情况的困难。在技术上传统的确定性分析的思想和工具可能已经无法满足需要,考虑随机因素的分析研究方法正逐步受到重视。针对这个问题本文结合半不变量与Gram-Charlier级数展开式以及Von Mises的理论知识,利用线性化的潮流方程交流模型,通过概率的理念来获得潮流计算结果中节点电压的累积分布函数或支路潮流的累积分布函数。在随机潮流的计算中常常假设各随机变量是相互独立的,但对于我国目前大量的异步发电机组成的风电场结合异步发电机的稳态简化等值电路来看,其吸收的无功功率直接是其发出的有功功率与机端电压的函数,若不考虑这种有功无功的相关性会造成风电场有功出力为零而吸收无功功率最大或者有功出力为额定值但吸收无功功率却为零的极端组合情况,可能给随机潮流的计算带来较大误差。将误差较大的随机潮流计算结果应用于电力系统的规划运行分析等领域时可能会得到错误的分析结果。为了解决在随机潮流计算中风电场有功无功功率不相互独立的问题,本文提出一种考虑风电场有功无功相关性的随机潮流计算方法。该方法将风电场有功无功同它们在灵敏度矩阵中对应的权重元素结合,将其转化成一个独立的随机变量。在全面考虑风电场出力变化、负荷波动以及发电机停运等随机因素的基础上用半不变量法进行随机潮流计算,得到含风电场的电力系统各节点电压的概率分布。对接有风电场的IEEE-14节点系统进行算例分析。测试表明以蒙特卡洛法(Monte Carlo)为标准,考虑了风电场有功无功相关性的随机潮流计算方法比一般的随机潮流计算方法更加准确。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-17
  1.1 引言  8
  1.2 风力发电发展现状  8-10
    1.2.1 国外风力发电发展现状  8-9
    1.2.2 国内风力发电发展现状  9-10
  1.3 风力发电系统并网相关问题  10-12
  1.4 国内外随机潮流研究现状  12-15
    1.4.1 随机潮流模拟法  13-14
    1.4.2 随机潮流解析法  14-15
  1.5 本文主要工作  15-17
2 随机潮流相关知识工具  17-26
  2.1 相关概率与数率统计理论  17-21
    2.1.1 随机变量的基本数字特征  17
    2.1.2 随机变量的几种重要分布  17-19
    2.1.3 随机变量的原点矩与中心矩  19
    2.1.4 随机变量的半不变量  19-20
    2.1.5 矩与半不变量的关系  20-21
  2.2 随机变量概率分布的求解方法  21-24
    2.2.1 随机变量的级数展开式  21-23
    2.2.2 由矩求取离散分布函数  23-24
  2.3 本章小结  24-26
3 含风电场的随机潮流计算模型  26-33
  3.1 风力发电机出力概率模型  26-30
    3.1.1 风速概率模型  26
    3.1.2 风力发电机的功率输出特性  26-27
    3.1.3 异步电机模型  27-29
    3.1.4 风力发电机出力的概率分布  29-30
  3.2 负荷概率模型  30
  3.3 发电机概率模型  30
  3.4 风电场节点模型  30-32
  3.5 本章小结  32-33
4 计及风电场有功无功相关的随机潮流计算  33-54
  4.1 潮流方程的线性化  33-35
  4.2 半不变量法的具体应用  35-36
  4.3 异步机风电场有功无功相关的处理  36-39
  4.4 计及风电场有功无功相关的随机潮流计算流程  39-41
  4.5 算例分析  41-53
    4.5.1 蒙特卡洛法的应用  41
    4.5.2 基本参数  41-44
    4.5.3 含风电场的PLF-PQR 与PLF 计算  44-53
  4.6 本章小结  53-54
5 结论与展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-60
附录：攻读硕士学位期间发表的论文  60

计及风电场功率相关性的随机潮流计算方法研究

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