發(fā)布時(shí)間：2020-09-18 10:01

　　 隨著大規(guī)模以電力電子裝備為并網(wǎng)接口的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)接入互聯(lián)電網(wǎng),電力系統(tǒng)的運(yùn)行和穩(wěn)定呈現(xiàn)出顯著的不確定性。可再生能源如光伏、風(fēng)電受到自然環(huán)境的制約其發(fā)電功率具有間歇性和隨機(jī)性,其接口的電力電子裝備也對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定特性造成影響,隨著可再生能源滲透率的提高,電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行受到不確定性的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。確定性的傳統(tǒng)分析方法難以適用于存在顯著不確定性的電力系統(tǒng),當(dāng)此背景,研究高比例可再生能源電力系統(tǒng)的不確定性分析方法具有深刻的理論和現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)不確定性分析依賴可以準(zhǔn)確描述系統(tǒng)不確定因素的概率分布,而獲取準(zhǔn)確的概率分布被認(rèn)為是實(shí)際工程上的一項(xiàng)艱巨挑戰(zhàn)�？紤]工程上一般僅能獲取部分準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)信息,往往無法獲取不確定因素的全部概率信息,因此傳統(tǒng)不確定性分析中所采用的概率分布本身具有不確定性,即高階不確定性(高階既包含不確定因素本身,還包含描述其不確定性的模型所具有的不確定性)。本文針對(duì)可再生能源高階不確定性對(duì)高比例可再生能源電力系統(tǒng)運(yùn)行和穩(wěn)定的影響,分別從靜態(tài)安全性和小干擾穩(wěn)定性出發(fā),采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的不確定性分析理論展開相關(guān)研究。在靜態(tài)安全分析方面,本文的主要工作分為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)多項(xiàng)式混沌展開法的隨機(jī)潮流和概率分布魯棒的電力系統(tǒng)概率靜態(tài)安全評(píng)估。1 提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)多項(xiàng)式混沌展開法的隨機(jī)潮流。針對(duì)可再生能源發(fā)電功率的高階不確定性和潮流方程的非線性,利用可再生能源發(fā)電功率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的高階矩信息可以自行構(gòu)造出任意概率空間下的一組正交基,進(jìn)而利用正交基對(duì)潮流方程中的電壓等狀態(tài)變量進(jìn)行多項(xiàng)式擬合,并采用隨機(jī)伽遼金積分法計(jì)算擬合參數(shù)。2 提出概率分布魯棒的電力系統(tǒng)概率靜態(tài)安全評(píng)估。電力系統(tǒng)運(yùn)行控制依賴負(fù)荷預(yù)測(cè)提供必要信息,需要考慮負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差高階不確定性造成的影響。將概率靜態(tài)安全評(píng)估問題建模為矩約束的概率測(cè)度優(yōu)化問題,即廣義矩優(yōu)化問題,進(jìn)而可以利用半定松弛技術(shù)進(jìn)行求解,獲得滿足矩約束的所有可能概率分布下電力系統(tǒng)運(yùn)行安全約束被違反的最大概率。在小干擾動(dòng)態(tài)穩(wěn)定方面,本文的主要工作分為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)概率配點(diǎn)法的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)隨機(jī)小干擾穩(wěn)定分析和基于廣義短路比的電力電子多饋入系統(tǒng)概率穩(wěn)定裕度評(píng)估。1 提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)概率配點(diǎn)法的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析。首先,考慮寬頻帶振蕩特性,采用阻抗建模方法構(gòu)造光伏發(fā)電系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析模型;其次,利用光照強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的若干階原點(diǎn)矩構(gòu)造多項(xiàng)式基函數(shù),并通過概率配點(diǎn)法求解系統(tǒng)主導(dǎo)特征根的阻尼比與光照強(qiáng)度之間的多項(xiàng)式關(guān)系。2 提出基于廣義短路比的電力電子多饋入系統(tǒng)概率穩(wěn)定裕度評(píng)估方法。首先,將額定運(yùn)行條件下的廣義短路比推廣到適用于一般運(yùn)行條件的廣義運(yùn)行短路比,從而能夠量度電力電子裝備任意輸出功率時(shí)的系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定裕度;其次,由于廣義運(yùn)行短路比在數(shù)學(xué)上對(duì)應(yīng)拓展導(dǎo)納矩陣的最小特征值,而拓展導(dǎo)納矩陣元素中包含不確定的輸出功率,因此采用矩陣概率D穩(wěn)定描述系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定評(píng)估問題;同時(shí)采用期望和方差等部分概率信息來描述系統(tǒng)隨機(jī)性,在此基礎(chǔ)上結(jié)合廣義矩理論將矩陣概率D穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為易于求解的半定規(guī)劃問題。上述研究內(nèi)容提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的不確定性分析理論,豐富了高比例可再生能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評(píng)估的工具方法。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM73
【部分圖文】：

如圖１邋－１所示，我國風(fēng)電、光伏２／３以上位于“三北”逡逑地區(qū)，多個(gè)�。▍^(qū)）可再生能源裝機(jī)占比已超過３０％，邋２０２５年多個(gè)�。▍^(qū)）可再生能源占比逡逑將超過５０％。在這些地區(qū)建立大規(guī)模的可再生能源發(fā)電基地［５］，不易受到地理?xiàng)l件的制逡逑約，可再生能源利用率高，同時(shí)有助于形成可再生能源發(fā)電的規(guī)模效益，便于充分發(fā)揮逡逑科學(xué)的建設(shè)和管理能力，但是，由于可再生能源基地遠(yuǎn)離負(fù)荷中心（我國負(fù)荷中心普遍位逡逑于東南沿海），“三北”地區(qū)大規(guī)�？稍偕茉床捎弥绷魍馑偷母窬忠鸦拘纬�，大基地、逡逑遠(yuǎn)距離直流送出是我國可再生能源開發(fā)利用的主導(dǎo)形式之一。再加之可再生能源發(fā)電的逡逑波動(dòng)性強(qiáng)、有效利用小時(shí)數(shù)低，給特高壓輸電系統(tǒng)以及受端系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量逡逑帶來較多的負(fù)面影響。分散式指的是直接在負(fù)荷中心的負(fù)荷側(cè)分散接入大規(guī)模小容量可逡逑再生能源［６］，雖然可以避免上述集中式的一些不足［７］，但必須認(rèn)識(shí)到，對(duì)于我國特殊的逡逑地理特點(diǎn)

２．４算例分析逡逑接下來對(duì)ＩＥＥＥ－９節(jié)點(diǎn)［１４４】系統(tǒng)進(jìn)行枿機(jī)潮流分析來驗(yàn)證所提方法相較于基于Ｎａｔａｆ逡逑變換的廣義多項(xiàng)式混沌展開法具有更高的準(zhǔn)確性。在系統(tǒng)拓?fù)洌ㄒ妶D２－１）和原始參數(shù)基逡逑礎(chǔ)上，隨機(jī)化節(jié)點(diǎn)５和節(jié)點(diǎn)８上的有功負(fù)荷，令他們?yōu)榫哂邢嚓P(guān)性的區(qū)間在０￣３ｐ．ｕ．之逡逑間的均勻分布，并采用參數(shù)為２．７５的ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)進(jìn)行聯(lián)合。經(jīng)過上述聯(lián)合后計(jì)逡逑算兩處有功負(fù)荷的相關(guān)系數(shù)為０．７６４９。在此基礎(chǔ)上，對(duì)ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)所生成的隨逡逑機(jī)數(shù)進(jìn)行１0４采樣作為潮流分析的統(tǒng)計(jì)生數(shù)據(jù)。逡逑

２．４算例分析逡逑接下來對(duì)ＩＥＥＥ－９節(jié)點(diǎn)［１４４】系統(tǒng)進(jìn)行枿機(jī)潮流分析來驗(yàn)證所提方法相較于基于Ｎａｔａｆ逡逑變換的廣義多項(xiàng)式混沌展開法具有更高的準(zhǔn)確性。在系統(tǒng)拓?fù)洌ㄒ妶D２－１）和原始參數(shù)基逡逑礎(chǔ)上，隨機(jī)化節(jié)點(diǎn)５和節(jié)點(diǎn)８上的有功負(fù)荷，令他們?yōu)榫哂邢嚓P(guān)性的區(qū)間在０￣３ｐ．ｕ．之逡逑間的均勻分布，并采用參數(shù)為２．７５的ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)進(jìn)行聯(lián)合。經(jīng)過上述聯(lián)合后計(jì)逡逑算兩處有功負(fù)荷的相關(guān)系數(shù)為０．７６４９。在此基礎(chǔ)上，對(duì)ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)所生成的隨逡逑機(jī)數(shù)進(jìn)行１0４采樣作為潮流分析的統(tǒng)計(jì)生數(shù)據(jù)。逡逑Ｂ２邐Ｂ７邐Ｂ８邐Ｂ９邐Ｂ３逡逑？—ＱＤ邐ＱＤ？逡逑Ｂ５邐邐Ｂ６逡逑Ｂ１逡逑ｉ逡逑圖２－１系統(tǒng)拓?fù)溴义希玻村义?

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊堤;程浩忠;姚良忠;曾平良;;多端直流輸電接入下的交直流混聯(lián)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究綜述[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年08期

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5 陳新;張e

本文編號(hào)：2821502