【摘要】：推動能源生產(chǎn)和消費革命,構(gòu)建清潔低碳新體系,加快電能替代步伐是我國新時代的重大戰(zhàn)略選擇。隨著電力負(fù)荷保持快速增長,部分電力網(wǎng)絡(luò)被迫在重負(fù)荷下運行。在電力系統(tǒng)的低碳化進(jìn)程中,大規(guī)模風(fēng)電接入給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來新挑戰(zhàn)。如何對風(fēng)電高滲透電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定進(jìn)行態(tài)勢評估與預(yù)防控制,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定、高效低碳運行成為亟待解決的問題。本文以功率流視角下探討戴維南等值機(jī)制為研究起點,在戴維南等值參數(shù)的解析辨識與簡化計算、基于解析阻抗比及全微分的電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的構(gòu)建、低壓減載控制策略以及考慮電壓穩(wěn)定約束的風(fēng)-燃互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)容量配置規(guī)劃及其并網(wǎng)控制方面展開了深入研究。戴維南等值參數(shù)辨識精度的問題一直困擾著人們,本文在功率流視角下探究非線性電力系統(tǒng)戴維南等值機(jī)制,功率路徑的準(zhǔn)確追蹤是可靠辨識戴維南等值參數(shù)的前提。靈敏度分析能夠清晰追蹤功率在“電源-電網(wǎng)-負(fù)荷”中分布和流動,基于靈敏度方法推導(dǎo)出戴維南等值參數(shù)解析式,能夠量化評估系統(tǒng)參變量、電源特性、非線性負(fù)荷特性、負(fù)荷增長方式對戴維南等值參數(shù)的影響,提高辨識精度,使辨識結(jié)果可信可用。仿真結(jié)果充分說明本文提出的戴維南等值參數(shù)解析辨識方法可有效避免系統(tǒng)側(cè)波動、電源及負(fù)荷的非線性對參數(shù)辨識結(jié)果的影響,辨識精度高。為了實現(xiàn)戴維南等值參數(shù)快速辨識,降低對廣域量測及全網(wǎng)數(shù)據(jù)的依賴,滿足不同的應(yīng)用場景的需求,本文提出一種基于降階自靈敏度的戴維南等值參數(shù)快速辨識方法。通過支路傳輸功率對等值節(jié)點注入功率的靈敏度指標(biāo)大小進(jìn)行排序,篩選出功率傳輸主導(dǎo)路徑,由所有主導(dǎo)路徑上的節(jié)點和支路構(gòu)成主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)作為收縮后的保留網(wǎng)絡(luò)。仿真結(jié)果表明快速辨識方法特別適合于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)、內(nèi)部聯(lián)系緊密的大規(guī)模電力系統(tǒng),在不同網(wǎng)絡(luò)簡化程度下均具有較好的辨識精度。快速準(zhǔn)確地辨識電壓薄弱節(jié)點是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的一項重要內(nèi)容,本文對解析阻抗比特性進(jìn)行了深入剖析,證明了阻抗匹配特性在多機(jī)電力系統(tǒng)中成立�；谧杩贡戎笜�(biāo)及全微分構(gòu)建一種新的電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo),使用功率裕度的一階泰勒展開式近似地表達(dá)阻抗比指標(biāo)與功率裕度之間的非線性關(guān)系以改善指標(biāo)的線性度,可快速計算任意負(fù)荷增長方式下的電壓穩(wěn)定裕度,仿真結(jié)果表明應(yīng)用該指標(biāo)可以有效地辨識出電壓薄弱節(jié)點�；谧杩贡热⒎滞茖�(dǎo)出低壓切負(fù)荷量的解析表達(dá)式,可準(zhǔn)確整定切負(fù)荷量,在給定的電壓控制目標(biāo)下使電力用戶停電損失最小。同時針對單一節(jié)點接入的可中斷負(fù)荷量有限,有可能不滿足電壓調(diào)控要求的情形,提出一種計及區(qū)域備用的切負(fù)荷聯(lián)合控制策略。通過輔助切除毗連節(jié)點接入的可中斷負(fù)荷及請求區(qū)域內(nèi)備用機(jī)組支援,有效發(fā)揮區(qū)域內(nèi)調(diào)控手段的作用并利用市場機(jī)制優(yōu)化調(diào)控方式,以相對小的經(jīng)濟(jì)代價共同維持系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明本文所提出的策略是有效的,能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。傳統(tǒng)的風(fēng)-燃互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中燃?xì)廨啓C(jī)組高比例配置提升了建設(shè)成本,恒功率并網(wǎng)控制策略未考慮主動參與電網(wǎng)調(diào)峰及降低燃料費用。本文分析了風(fēng)-燃互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的平準(zhǔn)化能源成本構(gòu)成,在風(fēng)電場裝機(jī)容量和無功補(bǔ)償容量已確定的情況下,提出考慮電壓穩(wěn)定約束的燃?xì)廨啓C(jī)組容量優(yōu)化配置策略及并網(wǎng)控制策略,電壓穩(wěn)定約束條件基于有功阻抗比指標(biāo)構(gòu)建。仿真結(jié)果表明本文所提出的策略在維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平且不增加無功設(shè)備的前提下,有助于平抑風(fēng)電功率波動,提高風(fēng)電消納能力,減少燃?xì)廨啓C(jī)投資及運行成本,主動參與系統(tǒng)調(diào)峰,提升風(fēng)-燃互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行水平。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2780787