含间歇性电源的电力系统的规划与可靠性评估

发布时间：2017-03-20 03:09

  本文关键词：含间歇性电源的电力系统的规划与可靠性评估，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大力发展间歇性新能源已经成为人类社会发展的必然趋势。然而,随着间歇性电源大规模接入电力系统,含高渗透率间歇性电源的电力系统的规划与可靠性评估也面临着一系列研究挑战。针对上述背景,本文基于间歇性能源大规模接入电力系统的情况,对输电系统规划与可靠性评估的相关概念、流程、方法进行了详细的介绍,对输电系统规划的建模问题进行了详细的阐述,对电力系统可靠性评估方法做了归纳总结。提出了计及间歇性电源的输电系统规划方法。在间歇性电源大规模接入电力系统的背景下,输电系统规划需要尽可能多地消纳间歇性电源处力,同时考虑间歇性电源的不确定性因素,确保系统的可靠性。在此背景下,提出了兼顾经济性和可靠性的双层输电系统规划模型。上层模型为混合整数非线性规划问题,用粒子群算法进行求解；下层模型为线性规划问题,用MATLAB软件的线性规划函数linprog进行求解。为了确保系统的可靠性,采用蒙特卡洛仿真法,随机生成许多场景,在每个场景下对系统的可靠性进行校验,返回上层模型的目标函数。对于风电机组的出力,采用Weibull分布模拟风速的概率分布；对于电力负荷的变化,采用Gaussian分布来模拟电力负荷的概率分布。在修改的18节点系统中,对所提出的双层规划模型和求解方法进行了应用分析,验证了模型的合理性,并得出了有效的结论。提出了计及间歇性电源的电力系统可靠性评估方法。为了研究间歇性电源接入对电力系统可靠性的影响,引入了直观反映间歇性电源接入对系统可靠性影响的指标：间歇性电源对系统缺供电量的贡献系数NEENS和间歇性电源对系统不能满供时间的贡献系数NT。分别建立了模拟风电出力和光伏出力的间歇性电源模型。介绍了应用于可靠性评估的最小切负荷模型。采用蒙特卡罗模拟法,以某56节点电力系统为例,对间歇性电源接入对系统可靠性的影响进行评估分析。算例结果表明,随着间歇性电源渗透率的增加,对系统可靠性的改善程度逐渐减少；不同接入位置的间歇性电源,对系统可靠性的改善程度也不同,需要根据系统网络结构,合理地规划间歇性电源接入位置与接入容量。将影响电力系统可靠性的因素归纳为三个方面：外力破坏、设备老化、设备检修。将电力系统设备状态的变化视为无后效性的马尔可夫过程,将设备状态划分为5个等级,考虑外力破坏、设备老化、设备检修三方面的影响,分别建立无检修和有检修情况下设备的状态转移模型。在此基础上,采用蒙特卡洛仿真算法对系统进行可靠性评估,计算常用的系统可靠性指标之一即期望缺供电量(Expected Energy Not Supplied, EENS)。最后,通过对IEEE标准系统的计算表明,设备质量和其工作环境对系统可靠性具有明显影响,这样应首先考虑通过改善设备质量和工作环境来提升系统可靠性。最后对本文所做的工作进行了总结,并指出了有待进一步研究的问题。
【关键词】：间歇性电源 输电系统规划 可靠性评估 双层规划模型 蒙特卡洛仿真
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732;TM715
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 1 绪论13-23
• 1.1 研究背景和意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-21
• 1.2.1 输电系统规划方法14-16
• 1.2.2 电力系统可靠性评估方法16-21
• 1.3 本文主要研究内容21-23
• 2 输电系统规划与可靠性评估研究概述23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 输电系统规划23-30
• 2.2.1 输电系统规划概述23-25
• 2.2.2 输电系统规划流程25-26
• 2.2.3 输电系统规划建模26-30
• 2.3 电力系统可靠性评估30-32
• 2.3.1 电力系统可靠性评估的基本概念30-31
• 2.3.2 电力系统可靠性的评估指标31-32
• 2.3.3 电力系统可靠性评估的基础数据及来源32
• 2.3.4 电力系统可靠性评估方法32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 计及间歇性电源的输电系统规划34-46
• 3.1 引言34-35
• 3.2 间歇性电源接入背景下的输电系统规划思路35-37
• 3.3 计及间歇性电源的输电系统规划模型37-40
• 3.3.1 上层规划模型37-38
• 3.3.2 下层规划模型38-40
• 3.3.3 上下层规划模型之间的关系40
• 3.4 不确定因素的处理40-41
• 3.4.1 风电机组出力40-41
• 3.4.2 负荷需求41
• 3.5 输电系统规划模型的求解方法41-43
• 3.6 算例分析43-45
• 3.7 本章小结45-46
• 4 计及间歇性电源的电力系统可靠性评估46-55
• 4.1 引言46
• 4.2 可靠性评估指标46-47
• 4.3 间歇性电源出力模型47-49
• 4.3.1 风电出力模型47-48
• 4.3.2 光伏出力模型48-49
• 4.4 最小切负荷模型49-50
• 4.5 蒙特卡洛模拟法50-51
• 4.6 算例分析51-54
• 4.7 本章小结54-55
• 5 计及状态检修的电力系统可靠性评估方法55-64
• 5.1 引言55-56
• 5.2 基于马尔可夫过程的设备状态转移模型56-59
• 5.2.1 无检修情况下设备的状态转移模型56-58
• 5.2.2 状态检修情况下设备的状态转移模型58-59
• 5.3 基于蒙特卡洛仿真的系统可靠性评估59-60
• 5.4 算例分析60-63
• 5.5 本章小结63-64
• 6 结论和展望64-66
• 参考文献66-71
• 附录71-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 漆景星;侯艳红;;桥梁可靠性评估综述[J];浙江交通职业技术学院学报;2011年01期

2 张家常;指控设备与系统的可靠性评估[J];舰船科学技术;1995年05期

3 李美珍;;配电网可靠性评估的网络等值法模型实验研究[J];价值工程;2013年31期

4 刘洋,周家启;大电网可靠性评估最优负荷削减模型[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年10期

5 钟杰峰,陈旭,吴宝英,黄金凤,万官泉;广东500kV主网可靠性评估[J];华东电力;2004年03期

6 周正伐;对“威布尔型产品可靠性评估方法应用中的几个问题”一文的几点看法[J];质量与可靠性;2004年02期

7 柳亦钢;易仕敏;杨华;;发电厂可靠性评估的解析方法[J];云南电力技术;2005年05期

8 周源泉,王健,常煜辉;某型冲压发动机的可靠性评估(续)[J];质量与可靠性;2005年01期

9 李国庆;于海承;李奇;邱爱华;;地方供电网可靠性评估[J];东北电力大学学报;2006年02期

10 张士峰;杨华波;张金槐;;小样本成败型设备可靠性评估方法[J];核动力工程;2006年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 朱三可;李祥臣;齐俊臣;彭道勇;;可靠性评估中指数型数据向成败型数据的折合[A];2009第十三届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2009年

2 王正良;;同步可靠性评估方法[A];中国工程物理研究院科技年报（2003）[C];2003年

3 夏秀华;;结构可靠性评估方法[A];第四届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2004年

4 姚新民;孙伟;刘忠卿;陈以方;;新装备初期部署阶段的可靠性评估[A];2012年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第四次全体委员大会论文集[C];2012年

5 王德民;雪喜兵;孙秦;羊妗;;复合材料梁架结构的可靠性评估[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

6 贾晓红;;典型配电系统的可靠性评估和分析[A];山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C];2007年

7 秦纪平;刘前进;;基于成功概率的配网可靠性评估[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（上册）[C];2008年

8 吴开贵;周家启;;线性优化神经网络在电网可靠性评估中的应用研究[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年

9 尹锁柱;敖发良;;猫跳河流域水情自动测报系统可靠性评估[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年

10 王玉明;;最大熵可靠性评估方法的改进[A];中国工程物理研究院科技年报（2003）[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 石松;基于分离特征样本的核岛主泵可靠性评估和寿命预测技术研究[N];科技日报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张可新;动车组可靠性评估及维修策略优化方法研究[D];中国铁道科学研究院;2015年

2 方艮海;产品可靠性评估中的多源信息融合技术研究[D];合肥工业大学;2006年

3 程皖民;基于小子样复杂信息集的可靠性评估方法及其应用研究[D];国防科学技术大学;2006年

4 任淑红;民航发动机性能可靠性评估与在翼寿命预测方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

5 何禹清;配电网快速可靠性评估及重构方法研究[D];湖南大学;2011年

6 宋晓通;基于蒙特卡罗方法的电力系统可靠性评估[D];山东大学;2008年

7 钟波;基于软计算理论的电力系统可靠性评估模型与算法研究[D];重庆大学;2004年

8 汪隆君;电网可靠性评估方法及可靠性基础理论研究[D];华南理工大学;2010年

9 刘洋;大规模电力系统并行处理技术及可靠性评估Web计算系统研究[D];重庆大学;2006年

10 杨俊;市场环境下电力系统可靠性分析若干问题研究[D];华北电力大学（北京）;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郭卫东;砖混结构中梁的动力特性试验及可靠性评估[D];河北大学;2015年

2 王旗;基于相似机床信息的CXK5463的可靠性评估[D];燕山大学;2015年

3 谢潜;主动配电网可靠性评估[D];上海交通大学;2015年

4 孙闻浩;基于改进的重要抽样算法的输电系统可靠性评估[D];华北电力大学;2015年

5 相英杰;城市配电网可靠性评估及其经济性研究[D];华北电力大学;2015年

6 胡吉祥;供电企业配电网可靠性评估系统的设计与实现[D];电子科技大学;2015年

7 陈骥群;考虑配电网网络重构的可靠性评估[D];华北电力大学;2015年

8 孙帅;电气主接线可靠性评估及应用研究[D];华北电力大学;2015年

9 李芷筠;电力系统继电保护可靠性评估与管理系统研究[D];华北电力大学;2015年

10 陈松;智能配电网供电可靠性评估[D];华北电力大学;2015年

  本文关键词：含间歇性电源的电力系统的规划与可靠性评估，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257066