大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網(wǎng)后,由于其固有的波動性和隨機(jī)性,使得常規(guī)機(jī)組調(diào)節(jié)次數(shù)和深度都大幅增加,會給電力系統(tǒng)帶來了諸如調(diào)峰壓力、有功不平衡、潮流隨機(jī)性增大等不良影響。因此電網(wǎng)需要有更強(qiáng)靈活性才能匹配新能源發(fā)電的并網(wǎng)。如果傳統(tǒng)電源不能跟隨凈負(fù)荷變化,就需要棄風(fēng)棄光或切負(fù)荷以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是,棄風(fēng)棄光不符合全社會大力發(fā)展新能源的愿景,切負(fù)荷會給社會帶來不良影響和經(jīng)濟(jì)損失。因此,更多的接受新能源發(fā)電和并網(wǎng),提高新能源消納能力,建設(shè)清潔電力系統(tǒng),對中國電網(wǎng)發(fā)展具有重要意義。研究新能源發(fā)電對電網(wǎng)的影響以及如何應(yīng)對挑戰(zhàn)是當(dāng)前重要的問題。在此背景下,本文討論了新能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)和應(yīng)對方案。研究重點(diǎn)是進(jìn)行了風(fēng)火聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)機(jī)組組合問題的優(yōu)化模型和調(diào)度方法。首先,本文分析了風(fēng)電出力和光伏發(fā)電出力特性。隨后,分別歸納了風(fēng)電并網(wǎng)和光伏并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn),總結(jié)了兩種常用的提高新能源消納能力的電源優(yōu)化方案:風(fēng)火聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度、風(fēng)光儲聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度,文章主要對風(fēng)火聯(lián)合打捆發(fā)電機(jī)組組合問題進(jìn)行了研究。建立了包含風(fēng)電的機(jī)組組合優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,包括經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、風(fēng)電消納能力三個目標(biāo)函數(shù),考慮通過彌補(bǔ)風(fēng)電隨機(jī)性而建立的正、負(fù)旋轉(zhuǎn)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(jī)組優(yōu)化調(diào)度間題分解成內(nèi)外兩層分析求解。外層采用離散粒子群算法優(yōu)化機(jī)組啟停狀態(tài),得到最優(yōu)出力啟停方案;內(nèi)層使用二次規(guī)劃法進(jìn)行啟動機(jī)組的出力的最優(yōu)處理以獲得最優(yōu)解。通過10個火電機(jī)組和2個風(fēng)電場系統(tǒng)算例,分別采用PSO和DPSO-QP求解了含有風(fēng)電場的系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組啟停組合和負(fù)荷優(yōu)化分配問題,并對結(jié)果進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明該算法能夠在風(fēng)電波動和隨機(jī)性的影響下優(yōu)化風(fēng)火聯(lián)合系統(tǒng)機(jī)組組合調(diào)度的運(yùn)算。它考慮了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,滿足了電力生產(chǎn)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(wǎng)給電網(wǎng)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(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM73;F426.61
【部分圖文】：

圖２－１風(fēng)速波動頻譜圖??圖２－１為風(fēng)速波動頻譜圖，風(fēng)湍流峰值主要是由１？６０ｓ內(nèi)變化的陣值取決于每丨丨的風(fēng)速變化；氣象峰值取決于氣候模式的變化。對系統(tǒng)，風(fēng)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)示意圖??如圖２－３所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用風(fēng)能來使風(fēng)扇的葉片產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩、這種轉(zhuǎn)矩??會帶動齒輪將作用力傳導(dǎo)至異步發(fā)電機(jī)中，異步發(fā)電機(jī)通過外部電力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)??磁場，齒輪驅(qū)動電機(jī)中的轉(zhuǎn)子切割磁感線產(chǎn)生電流和電壓，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，??如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同且同速，發(fā)電機(jī)就只以電動機(jī)形式存在??而不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。但是兩者方向或速度不同，則會以發(fā)電機(jī)的形式存在，??產(chǎn)生的電流與電壓會通過并網(wǎng)裝置進(jìn)行并網(wǎng)。??—般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率僅依靠風(fēng)速的大小決定，但如果這樣并網(wǎng)則其??輸出電壓會非常不穩(wěn)定，這種情況下加入風(fēng)速控制裝置，就可以通過葉片的傾??斜平衡風(fēng)速造成的扭矩從而控制平緩風(fēng)速變化，能使輸出更加平滑穩(wěn)定。對于??風(fēng)能的調(diào)度而畝，傳統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化模型通常＋考慮到風(fēng)速的間歇性和隨機(jī)忭給調(diào)??度帶來的影響，而只是簡單地把風(fēng)速當(dāng)作一個常量來代入模型求解，造成“棄風(fēng)”??現(xiàn)象嚴(yán)重，并網(wǎng)效率很低。目前對風(fēng)速的模擬主要通過其概率分布密度來農(nóng)示，??然后通過模擬技術(shù)或者抽樣取值等策略代入到模型中進(jìn)行求解。但是由于風(fēng)速??

?額定風(fēng)速；??ｐｒ——風(fēng)機(jī)額定輸出功率。??仿真得出的上文所述風(fēng)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(jī)抽樣次數(shù)??圖２－４風(fēng)電場出力曲線模擬??可以看出，風(fēng)電廠在大部分的運(yùn)行時間的正常出力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定的輸出功??率，風(fēng)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(shí)際運(yùn)行中考??慮風(fēng)電出力的隨機(jī)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(xiàn)出明顯的間歇性、波動性、隨機(jī)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(yùn)行狀??１２??
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本文編號：2872807