基于概率潮流的静态安全连续性计算方法研究

发布时间：2017-07-30 09:09

  本文关键词：基于概率潮流的静态安全连续性计算方法研究

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【摘要】：近年来,随着经济的快速增长和工业的不断发展,电力系统的发展逐渐呈现出新特性。电网规模越来越庞大,结构也日益复杂,使之成为人类历史上构造最为复杂的人造网络之一。在这种情况下,电力系统中会出现越来越多的不确定性因素,系统的发电机出力、负荷功率以及网络参数都可能随时间而变化。传统的电力系统静态安全分析算法一般都以确定性潮流计算为基础,而在这样一个不确定性因素纷繁复杂的系统中,传统的确定性计算方法已经不再适用,必须考虑将概率潮流与静态安全分析结合的新方法。与此同时,为了适应系统状态的连续性变化,研究静态安全的连续性分析方法也变得很有意义。本文在传统电力系统静态安全分析的基础上,引入了基于拉丁超立方采样的概率潮流算法,并针对系统的连续性变化,提出了基于概率潮流的静态安全连续性算法。首先,分析研究了一种基于拉丁超立方采样的概率潮流计算方法,将其应用于含风电场的电网中,研究了电力系统中各常见元件的概率模型,分别针对输入随机变量间独立和相关两种情况对该概率潮流计算方法进行了分析与总结。其次,研究了电力系统静态安全分析中传统的直流潮流断线模型与静态安全分析的灵敏度法,学习了相关文献中关于考虑不确定因素的电力系统故障排序方法,并将基于拉丁超立方采样的概率潮流计算方法引入传统的静态安全分析中,描述了基于灵敏度法与拉丁超立方采样概率潮流的静态安全分析方法。接着,对概率潮流计算中波动功率的平衡问题进行了研究,将电力系统动态潮流计算方法引入概率潮流计算中,通过所有具备调节能力的网络内节点对概率潮流计算中系统不平衡功率进行分配,从而解决了传统概率潮流计算中利用单个平衡节点承担系统内所有不平衡功率这一弊端。最后,研究了风电出力波动性与常规机组爬坡速率相关知识,针对实际电网状态受风电与负荷波动的影响会产生连续性变化这一特征,分析了考虑常规机组爬坡速率的动态潮流计算方法,并以此为基础给出了电力系统静态安全连续性计算方法。对以上所有方法都以MATLAB为平台进行了算例分析,以验证方法的适用性。
【关键词】：概率潮流 静态安全分析 动态潮流 连续性计算
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM744
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 电力系统静态安全分析10-13
• 1.2.2 概率潮流计算综述13-15
• 1.3 本文主要工作15-17
• 第二章 含风电场的电力系统概率潮流计算方法17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 拉丁超立方采样方法17-20
• 2.2.1 采样17-18
• 2.2.2 排列18-20
• 2.3 基于拉丁超立方采样法的概率潮流计算20-24
• 2.3.1 概率潮流计算模型20-23
• 2.3.2 拉丁超立方概率潮流计算流程23-24
• 2.4 算例分析24-31
• 2.4.1 基于拉丁超立方采样的概率潮流有效性测试25-29
• 2.4.2 含风电场的概率潮流计算29-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 基于概率潮流的电力系统静态安全分析33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 静态安全分析的直流潮流法33-35
• 3.2.1 直流潮流计算方法33-34
• 3.2.2 直流潮流断线模型34-35
• 3.3 系统故障排序方法35-36
• 3.4 静态安全分析的灵敏度法36-40
• 3.4.1 节点功率方程的线性化36-37
• 3.4.2 开断处节点注入功率增量计算37-40
• 3.5 基于概率潮流的电力系统静态安全分析40-41
• 3.6 算例分析41-44
• 3.6.1 故障排序结果42-43
• 3.6.2 N-1校核结果分析43-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第四章 基于动态潮流的概率潮流计算方法45-63
• 4.1 引言45
• 4.2 电力系统的静态功频特性45-50
• 4.2.1 发电机的静态功频特性45-47
• 4.2.2 负荷的静态功频特性47-48
• 4.2.3 电力系统频率的一次调整48-50
• 4.2.4 电力系统频率的二次调整50
• 4.3 动态潮流计算模型50-55
• 4.3.1 有功无功修正量51-52
• 4.3.2 参考节点有功修正量52-53
• 4.3.3 系统有功网损修正量53
• 4.3.4 电压修正量53-54
• 4.3.5 动态潮流求解过程54-55
• 4.4 考虑二次调频的动态潮流计算55-56
• 4.5 基于动态潮流的概率潮流计算流程56
• 4.6 算例分析56-61
• 4.6.1 动态潮流计算方法的验证56-57
• 4.6.2 基于动态潮流的概率潮流算法的验证57-61
• 4.7 本章小结61-63
• 第五章 电力系统静态安全连续性计算分析63-77
• 5.1 引言63
• 5.2 风电的出力波动性63-64
• 5.2.1 波动性产生原因63
• 5.2.2 风电出力波动量的衡量63-64
• 5.3 常规机组的爬坡速率64-65
• 5.4 考虑机组爬坡速率的动态潮流计算65-66
• 5.4.1 潮流模型65-66
• 5.4.2 潮流计算过程66
• 5.5 静态安全连续性计算方法66-67
• 5.6 算例分析67-75
• 5.6.1 考虑机组爬坡速率的动态潮流计算67-68
• 5.6.2 静态安全连续性计算方法验证68-75
• 5.7 本章小结75-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-81
• 参考文献81-83

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本文编号：593441