多风电

发布时间：2017-09-23 10:13

  本文关键词：多风电场—抽水蓄能联合系统的可靠性评估和容量可信度模型

  更多相关文章： 可靠性 相关性 容量可信度 多风电场 抽水蓄能

【摘要】：随着化石能源的枯竭和环境问题的恶化,风能的利用吸引了全世界的关注。风力发电具有随机性和间歇性的特点,大规模风电的接入将给电力系统带来新的挑战。为维持电力系统安全、稳定运行,需限制风电接入量。抽水蓄能电站具有储能特性,可提高风电接入量,减少弃风。风电出力的不确定性使风电场的载荷能力和可靠性贡献与传统机组不同。在可靠性保持不变的前提下,可信容量可以直观地反映风电场的可靠性贡献,这对于含大规模风电接入的电力系统规划有重要的理论指导意义和实际应用价值。本文计及集电系统的影响,对多风电场、多风电场-抽水蓄能联合系统的可靠性进行评估,并以此为基础进行容量可信度计算。根据风电场集电系统拓扑结构,使用深度优先遍历法得到风机与汇流母线的联接通路集和隔离集;计及集电线路、等值风机的随机故障,考虑线路故障对风机的影响和开关的隔离、切换等操作,建立评估含集电系统风电场可靠性的序贯蒙特卡洛模型。定义了风电场集电系统可靠性指标,刻画集电系统对风机停运概率、风电场发电量的影响。对四种典型集电结构的风电场进行可靠性评估。算例结果表明:不同集电结构风电场的风机停运概率、风电场有效运行台数概率、风电场年发电量等可靠性指标各有差异,因此,在风电场可靠性评估中需要计及集电系统的影响。使用对分法计算时移ARMA模型的最佳时移时间,生成满足互相关性和自相关性的风速时间序列;在前述风电场可靠性模型的基础上,给出多风电场可靠性评估的序贯蒙特卡洛方法;基于可靠性评估结果,依据等可靠性准则,结合有效载荷能力和等效常规机组容量等定义,使用弦截法计算多风电场的容量可信度。采用IEEE-RTS测试系统对多风电场可靠性进行评估,研究相关系数对可靠性指标的影响,并分析渗透率、峰负荷等级对容量可信度的影响。算例分析表明:计及风速的相关性会引起系统可靠性性能下降,因此在多风电场可靠性评估中需要计及相关性影响;随着渗透率增加,风电场容量可信度随之降低;随着峰负荷的增大,风电场容量可信度随之升高。在前述多风电场可靠性评估模型的基础上,结合抽水蓄能电站的运行策略,计及抽水蓄能电站的抽发效率、水库库容、装机容量等影响因素,建立多风电场-抽水蓄能电站联合系统的可靠性评估模型,使用序贯蒙特卡洛法进行可靠性评估和弃风指标计算,并使用弦截法进行容量可信度计算。以含联合系统的IEEE-RTS测试系统为例,研究限制风电接入对多风电场可靠性的影响;对比不同运行策略对联合系统可靠性和容量可信度的影响。算例分析表明,接入抽水蓄能电站后,弃风情况有所改善,联合系统容量可信度提高,证明联合运行可提高系统可靠性和风能利用率。
【关键词】：可靠性 相关性 容量可信度 多风电场 抽水蓄能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV743;TM614
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 风力发电发展现状11-12
• 1.3 考虑集电系统的风电场可靠性评估12-14
• 1.3.1 电力系统可靠性评估基础12-13
• 1.3.2 考虑集电系统的风电场可靠性研究现状13-14
• 1.4 含多风电场-抽水蓄能电站的发电系统可靠性评估14-15
• 1.4.1 含多风电场的发电系统可靠性研究现状14
• 1.4.2 含多风电场-抽水蓄能电站的发电系统研究现状14-15
• 1.5 容量可信度研究现状15-16
• 1.6 本文主要研究内容16-18
• 2 基于序贯蒙特卡洛法的含集电系统风电场可靠性评估18-38
• 2.1 引言18
• 2.2 集电系统拓扑结构18-20
• 2.3 风机出力模型20-22
• 2.3.1 风速建模20
• 2.3.2 风机出力建模20-21
• 2.3.3 等值风电机组可靠性模型21-22
• 2.4 集电线路可靠性及其对风机联通性的影响22-24
• 2.4.1 集电线路可靠性模型22
• 2.4.2 风电场集电系统对风机联通性的影响22-24
• 2.5 计及集电系统的风电场可靠性指标24-26
• 2.5.1 风机停运指标24-25
• 2.5.2 风电场年发电量指标25-26
• 2.6 计及集电系统风电场可靠性评估的序贯蒙特卡洛算法及求解26-29
• 2.6.1 序贯蒙特卡洛法26-27
• 2.6.2 可靠性评估流程27-29
• 2.7 算例分析29-36
• 2.7.1 集电线路对单台风机停运指标的影响29-33
• 2.7.2 四种结构风电场的运行台数概率分布33-34
• 2.7.3 四种结构风电场发电量指标34-35
• 2.7.4 集电线路故障率对风电场年发电量指标的影响35-36
• 2.8 小结36-38
• 3 计及相关性的多风电场可靠性评估和容量可信度计算38-60
• 3.1 引言38-39
• 3.2 计及相关性的多风电场风速模型39-44
• 3.2.1 相关性概念39-40
• 3.2.2 时移ARMA方法生成相关风速40-44
• 3.3 含多风电场的发电系统可靠性评估44-45
• 3.3.1 含风电场发电系统的可靠性评估指标44
• 3.3.2 可靠性评估算法流程44-45
• 3.4 风电场容量可信度45-49
• 3.4.1 有效荷载能力45-47
• 3.4.2 等效常规机组容量47-49
• 3.4.3 容量可信度定义49
• 3.5 多风电场容量可信度计算模型49-52
• 3.5.1 容量可信度计算方法49-51
• 3.5.2 容量可信度计算流程51-52
• 3.6 算例分析52-57
• 3.6.1 四种情形的多风电场可靠性评估52-53
• 3.6.2 相关系数对多风电场可靠性的影响53-54
• 3.6.3 渗透率对容量可信度的影响54-56
• 3.6.4 负荷对容量可信度的影响56-57
• 3.7 小结57-60
• 4 多风电场-抽水蓄能电站联合系统的可靠性评估和容量可信度模型60-74
• 4.1 引言60-61
• 4.2 抽水蓄能电站61-62
• 4.2.1 抽水蓄能电站基本结构61-62
• 4.2.2 抽水蓄能电站模型62
• 4.3 抽水蓄能电站的运行策略62-65
• 4.3.1 抽水蓄能电站功能62
• 4.3.2 抽水蓄能电站的运行策略62-64
• 4.3.3 运行策略的数学模型64-65
• 4.4 多风电场-抽水蓄能电站联合系统的可靠性评估方法65-66
• 4.5 多风电场-抽水蓄能电站联合系统容量可信度计算方法66-67
• 4.6 算例分析67-71
• 4.6.1 风电接纳受限对可靠性及弃风的影响67-68
• 4.6.2 运行策略对系统可靠性及弃风的影响68-70
• 4.6.3 运行策略对系统容量可信度的影响70-71
• 4.7 小结71-74
• 5 结论与展望74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 展望75-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-84
• 附录84
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录84
• B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目84
• C.作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果84

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本文编号：904661