台风环境下沿海配电网SNOP规划方法研究

发布时间：2020-10-14 13:46

　　 台风是具有强大破坏力的自然灾害,近年来,配电网规模快速发展,对配电网安全稳定运行受到了严峻的挑战。为提高配电网在台风环境下的自愈能力,本文提出在配电网使用智能软开关(soft normally open point,SNOP)以代替传统联络开关。SNOP是一种具有双向调节潮流能力的电力设备,可以发挥降低网络有功损耗和恢复供电的作用。然而,SNOP高昂的成本限制了其在配电网中的应用。配电网接入SNOP后,具有明显的降损收益,可有效提升SNOP经济性。同时,沿海配电网因台风发生故障停电后,可经SNOP向孤岛供电,降低因停电而产生的社会经济损失。对于配电网来说,台风灾害是一种偶然性事件,历史样本较少。台风样本的缺乏会降低配电网故障概率评估的合理性。本文利用朴素预测法与接受拒绝法分别进行路径预测与抽样,提出一种长时间尺度下台风样本生成方法。为评估SNOP降损收益,本文首先将网损计算公式表示为节点注入功率的非线性方程组形式。同时,根据沿海配电网运行特征,设定负荷及分布式电源的波动情况,合理地构建配电网运行场景。根据SNOP及系统运行状态约束,将网损计算转化为一个最优值优化问题,结合运行场景,定量分析了不同SNOP配置方案的降损收益。本文采用流体力学仿真方法,对多种入流条件的近地面风场进行模拟,并参照模拟台风样本,分析不同入流条件风场的占比,进而结合指数型故障概率曲线,分析配电网故障概率分布情况。然后根据配电网拓扑,分析SNOP发挥复电作用时的条件概率,计算不同SNOP配置方案的复电概率,并提出多分支复电组合条件及相应复电概率的计算方法。同时,本文根据模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC),根据拓扑对SNOP成本进行粗略地分析。然后基于福建省停电经济损失,分析不同SNOP配置方案的紧急复电收益。最后,综合考虑降损收益、紧急复电收益及SNOP成本,提出配电网SNOP优化选址和容量规划方法。本文建立了一种台风环境下的沿海配电网SNOP规划方法,从正常运行降损和台风期间紧急复电方面,对配电网SNOP的经济性进行了研究。最终的SNOP规划结果较为合理,提高了沿海地区配电网的自愈能力与经济性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM715
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 台风风场研究现状
        1.2.2 台风环境下电网安全评估研究现状
        1.2.3 SNOP在配电网应用研究现状
    1.3 研究现状分析
    1.4 本文主要研究内容
第2章 配电网长时间尺度台风样本扩充方法
    2.1 引言
    2.2 台风风场模型研究
    2.3 台风样本生成方法研究
        2.3.1 路径预测方法
        2.3.2 采用接受拒绝法的台风样本扩充方法
    2.4 本章小结
第3章 配电网SNOP降损收益分析
    3.1 引言
    3.2 SNOP调节潮流特性
    3.3 网损计算方法推导
    3.4 网损优化约束条件
    3.5 配电网运行场景模拟
    3.6 不同SNOP安装位置降损收益评估
        3.6.1 线损优化规律
        3.6.2 全年降低网损收益评估
    3.7 本章小结
第4章 台风环境下配电网SNOP紧急复电概率分析
    4.1 引言
    4.2 台风环境配电网近地面风场分析
        4.2.1 配电网区域高程信息采集与网格化
        4.2.2 流体力学仿真
        4.2.3 风场分布情况
    4.3 线路故障概率模型
    4.4 台风环境下复电条件概率分析
        4.4.1 复电条件分析
        4.4.2 复电条件概率分析
        4.4.3 复电概率与SNOP容量分析
        4.4.4 多分支复电概率分析
    4.5 本章小结
第5章 基于综合收益评估的配电网SNOP优化配置方法研究
    5.1 引言
    5.2 SNOP成本分析
        5.2.1 SNOP拓扑分析
        5.2.2 SNOP成本估算
    5.3 复电收益价值评估
    5.4 综合经济收益分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

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本文编号：2840744