大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網后,由于其固有的波動性和隨機性,使得常規(guī)機組調節(jié)次數和深度都大幅增加,會給電力系統(tǒng)帶來了諸如調峰壓力、有功不平衡、潮流隨機性增大等不良影響。因此電網需要有更強靈活性才能匹配新能源發(fā)電的并網。如果傳統(tǒng)電源不能跟隨凈負荷變化,就需要棄風棄光或切負荷以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。但是,棄風棄光不符合全社會大力發(fā)展新能源的愿景,切負荷會給社會帶來不良影響和經濟損失。因此,更多的接受新能源發(fā)電和并網,提高新能源消納能力,建設清潔電力系統(tǒng),對中國電網發(fā)展具有重要意義。研究新能源發(fā)電對電網的影響以及如何應對挑戰(zhàn)是當前重要的問題。在此背景下,本文討論了新能源并網給電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)和應對方案。研究重點是進行了風火聯合發(fā)電系統(tǒng)機組組合問題的優(yōu)化模型和調度方法。首先,本文分析了風電出力和光伏發(fā)電出力特性。隨后,分別歸納了風電并網和光伏并網給電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn),總結了兩種常用的提高新能源消納能力的電源優(yōu)化方案:風火聯合發(fā)電優(yōu)化調度、風光儲聯合優(yōu)化調度,文章主要對風火聯合打捆發(fā)電機組組合問題進行了研究。建立了包含風電的機組組合優(yōu)化數學模型,包括經濟性、環(huán)保性、風電消納能力三個目標函數,考慮通過彌補風電隨機性而建立的正、負旋轉備用約束,使用離散粒子群(DPSO)一二次規(guī)劃(QP)混合智能算法把機組優(yōu)化調度間題分解成內外兩層分析求解。外層采用離散粒子群算法優(yōu)化機組啟停狀態(tài),得到最優(yōu)出力啟停方案;內層使用二次規(guī)劃法進行啟動機組的出力的最優(yōu)處理以獲得最優(yōu)解。通過10個火電機組和2個風電場系統(tǒng)算例,分別采用PSO和DPSO-QP求解了含有風電場的系統(tǒng)內機組啟停組合和負荷優(yōu)化分配問題,并對結果進行了比較。仿真結果表明該算法能夠在風電波動和隨機性的影響下優(yōu)化風火聯合系統(tǒng)機組組合調度的運算。它考慮了系統(tǒng)的經濟性,滿足了電力生產的安全要求,顯示了算法的有效性和可行性�？傊�,基于對新能源出力特性的深入理解,分析新能源并網給電網帶來的挑戰(zhàn),研究含新能源的電源優(yōu)化,對于提高新能源消納能力具有一定的理論和現實意義。
【學位單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM73;F426.61
【部分圖文】：

圖２－１風速波動頻譜圖??圖２－１為風速波動頻譜圖，風湍流峰值主要是由１？６０ｓ內變化的陣值取決于每丨丨的風速變化；氣象峰值取決于氣候模式的變化。對系統(tǒng)，風速的日峰值和氣象峰值會對電力系統(tǒng)的長期有功功率平

圖２－３風力發(fā)電系統(tǒng)示意圖??如圖２－３所示，風力發(fā)電機利用風能來使風扇的葉片產生轉矩、這種轉矩??會帶動齒輪將作用力傳導至異步發(fā)電機中，異步發(fā)電機通過外部電力產生旋轉??磁場，齒輪驅動電機中的轉子切割磁感線產生電流和電壓，根據電磁感應原理，??如果轉子的轉速和磁場的旋轉方向相同且同速，發(fā)電機就只以電動機形式存在??而不會產生感應電流。但是兩者方向或速度不同，則會以發(fā)電機的形式存在，??產生的電流與電壓會通過并網裝置進行并網。??—般風力發(fā)電機的輸出功率僅依靠風速的大小決定，但如果這樣并網則其??輸出電壓會非常不穩(wěn)定，這種情況下加入風速控制裝置，就可以通過葉片的傾??斜平衡風速造成的扭矩從而控制平緩風速變化，能使輸出更加平滑穩(wěn)定。對于??風能的調度而畝，傳統(tǒng)調度優(yōu)化模型通常＋考慮到風速的間歇性和隨機忭給調??度帶來的影響，而只是簡單地把風速當作一個常量來代入模型求解，造成“棄風”??現象嚴重，并網效率很低。目前對風速的模擬主要通過其概率分布密度來農示，??然后通過模擬技術或者抽樣取值等策略代入到模型中進行求解。但是由于風速??

?額定風速；??ｐｒ——風機額定輸出功率。??仿真得出的上文所述風電場有功功率模擬曲線如圖２－４所示。??２００?）｜?ｉ．ｉ?ｔ￣￣?１?ｒ１??１８０?／?ｎ??ｉ：Ｉ?ｙ?｜｜?Ｉ??：ｌＨｉ?ＩＩ?ｌＷ??〇?〇?■?，?，?．?ＩＩ?１１?．?１）．??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??蕤機抽樣次數??圖２－４風電場出力曲線模擬??可以看出，風電廠在大部分的運行時間的正常出力遠遠小于額定的輸出功??率，風力發(fā)電廠容量的額定值可信度較低，因此，在模型分析和實際運行中考??慮風電出力的隨機性是很冇必要的。??２．２光伏發(fā)電特性分析??（１）出力不穩(wěn)定性。光伏發(fā)電出力完全由天氣狀況決定，因此，白晝黑夜、??陰晴云雨、春夏秋冬光伏電站表現出明顯的間歇性、波動性、隨機性。在ＰＶ??發(fā)電廠所處地理位置的特定時刻的輻照度，溫度，太陽方位和光伏電池運行狀??１２??
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本文編號：2872807