近年來,為緩解日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問題,新能源的開發(fā)和利用備受關(guān)注,其中風(fēng)能因儲量豐富、綠色清潔等優(yōu)點(diǎn)得到大力推廣,目前以風(fēng)能的開發(fā)利用技術(shù)最為成熟。然而,由于風(fēng)能具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和波動性,致使風(fēng)電場輸出功率的可控性較差,風(fēng)電并網(wǎng)比例越來越高給電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定帶來巨大的影響。因此對風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的分析方法及提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的措施進(jìn)行研究變得至關(guān)重要。本文針對這一問題進(jìn)行了研究。首先,對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響因素進(jìn)行分析,通過理論分析對風(fēng)機(jī)出力和負(fù)荷對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響進(jìn)行闡述,并確立其概率模型。其次,考慮風(fēng)電場輸出功率的相關(guān)性并獲得輸出變量的概率統(tǒng)計信息,采用主元分析法和Cornish-Fisher級數(shù)展開法對基于三點(diǎn)估計法的概率潮流算法進(jìn)行改進(jìn),在算例中通過與用Cholesky分解法進(jìn)行比較,驗證了該方法具有較高的計算精度、計算效率及實用性。然后,利用L指標(biāo)對風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定進(jìn)行概率評估,基于L指標(biāo)推導(dǎo)出其對各節(jié)點(diǎn)注入功率的靈敏度,以IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例,考慮風(fēng)電出力和負(fù)荷的隨機(jī)性和波動性,采用改進(jìn)的概率潮流算法得到各節(jié)點(diǎn)L指標(biāo)的概率統(tǒng)計信息,通過計算系統(tǒng)靜... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

013-2020年國內(nèi)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)總量以及占總發(fā)電量比例然而，由于受風(fēng)資源分布和地理位置分布的影響，我國的風(fēng)電場大都選在沿海

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文10成雙向流動，從而影響著系統(tǒng)的潮流流向和分布。當(dāng)風(fēng)機(jī)出力由零逐漸增大時，變電站的部分負(fù)荷將交由風(fēng)電場轉(zhuǎn)帶，從而減少了變電站從電網(wǎng)吸收的功率，使變電站的電壓有所升高，這在一定程度上提高了系統(tǒng)電壓的質(zhì)量。但當(dāng)風(fēng)機(jī)出力過多時，會導(dǎo)致變電站向電網(wǎng)倒送功率，此時變電站電壓大于系統(tǒng)電壓，并超出節(jié)點(diǎn)電壓上限，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。大電網(wǎng)對風(fēng)電場而言近乎是無窮大電源。變電站的電壓與風(fēng)機(jī)輸出功率的大小有關(guān)，當(dāng)風(fēng)速的變化引起發(fā)電機(jī)組向系統(tǒng)輸入的有功功率變化時，變電站電壓也相應(yīng)做出改變，所以風(fēng)機(jī)出力波動勢必會導(dǎo)致變電站電壓的變化，給系統(tǒng)電壓穩(wěn)定運(yùn)行增加了難度。為了說明風(fēng)電場出力具有強(qiáng)波動性，以某地風(fēng)電機(jī)組日每小時和月每日平均的出力情況為例，如圖2-2和圖2-3所示。雖然統(tǒng)計的是某天和某月的平均數(shù)據(jù)，但從中依然可以看出，風(fēng)力發(fā)電具有很強(qiáng)的波動性與隨機(jī)性，因此當(dāng)這類新能源接入電網(wǎng)時會引起系統(tǒng)電壓的快速波動，為準(zhǔn)確控制系統(tǒng)電壓穩(wěn)定帶來較大的難度。從圖2-2顯示的數(shù)據(jù)來看，風(fēng)電機(jī)組在18時至24時的這段時間出力較大，此時系統(tǒng)負(fù)荷一般較小，有可能需要功率外送，這極有可能對系統(tǒng)電壓造成較大的沖擊。圖2-2某風(fēng)電場2MW風(fēng)機(jī)組一天內(nèi)每小時平均出力

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2-3某風(fēng)電場2MW風(fēng)機(jī)組一月內(nèi)每天平均出力2.1.2負(fù)荷波動在電網(wǎng)運(yùn)行中，負(fù)荷波動具有隨機(jī)性。一方面，負(fù)荷是隨時間變化而變化的，對應(yīng)有短期負(fù)荷特性和中長期負(fù)荷特征；另一方面，系統(tǒng)中不同的位置負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的相關(guān)性也有所不同，有強(qiáng)相關(guān)性的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，也有相關(guān)性較弱的或獨(dú)立的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)[41]。在分析電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性以及識別哪些區(qū)域為薄弱區(qū)域的方面，研究負(fù)荷的隨機(jī)變化有著舉足輕重的意義，主要體現(xiàn)在：(1)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)隨機(jī)變化在分析系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性及薄弱區(qū)域識別過程中，根據(jù)實際需要隨機(jī)選取單一負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、多負(fù)荷節(jié)點(diǎn)或全部負(fù)荷節(jié)點(diǎn)參與運(yùn)算，確定計算次數(shù)，保證樣本數(shù)量足夠，以便后續(xù)結(jié)合靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性概率評估。(2)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)波動幅值隨機(jī)變化各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷幅值波動可以增大、減小，也可以維持穩(wěn)定。在選定參與計算的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)后，根據(jù)實際需要限制負(fù)荷的增長方式和幅值減少幅度，但不限制節(jié)點(diǎn)負(fù)荷幅值增長的幅度。確定計算次數(shù)，保證樣本數(shù)量足夠，以便后續(xù)結(jié)合靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性概率評估。負(fù)荷的波動形式主要有水平波動、功率因數(shù)波動[42]和某節(jié)點(diǎn)負(fù)荷占系統(tǒng)總負(fù)荷比率波動三種主要形式。本文采用負(fù)荷恒功率因數(shù)波動形式，讓無功負(fù)荷隨有功負(fù)荷變化，以便在求系統(tǒng)電壓穩(wěn)定薄弱節(jié)點(diǎn)的同時可以使系統(tǒng)的無功功率需求也得到滿足。負(fù)荷是電力系統(tǒng)中必不可少的一個部分，系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷大小取決于用戶的用電需求，由于用戶的用電時間、負(fù)荷功率的大小無法精準(zhǔn)預(yù)測，在電力系統(tǒng)穩(wěn)定

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]主元分析結(jié)合Cornish-Fisher展開的概率潮流三點(diǎn)估計法[J]. 毛曉明,葉嘉俊.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(06)
[2]風(fēng)速相關(guān)性產(chǎn)生新方法及對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定影響[J]. 鄂志君,張宇,沈妍,張利,王麟,李叢林.  電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2018(03)
[3]考慮多重不確定參數(shù)的配電網(wǎng)概率無功優(yōu)化[J]. 尹青,楊洪耕,馬曉陽.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(07)
[4]考慮多風(fēng)電場相關(guān)性的場景概率潮流計算及無功優(yōu)化[J]. 邱宜彬,歐陽譽(yù)波,李奇,陳維榮.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(02)
[5]基于Nataf逆變換的概率潮流三點(diǎn)估計法[J]. 張立波,程浩忠,曾平良,姚良忠,Masoud Bazargan.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(06)
[6]含風(fēng)機(jī)電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域分析[J]. 姜惠蘭,秦景忠,鄭雙琦,程睿.  電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2015(12)
[7]考慮風(fēng)電隨機(jī)性的靜態(tài)電壓穩(wěn)定概率評估[J]. 陳磊,閔勇,侯凱元.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(03)
[8]基于2m+1點(diǎn)估計法的考慮風(fēng)力發(fā)電接入時電力系統(tǒng)諧波概率潮流算法[J]. 余光正,林濤,徐遐齡,葉婧,周思遠(yuǎn),陳汝斯.  電網(wǎng)技術(shù). 2015(11)
[9]基于PQ曲線的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性評估[J]. 張曉英,張璞.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[10]含大規(guī)模風(fēng)電場的電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性評估[J]. 盧錦玲,石少通,盧洋.  電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2015(06)

博士論文
[1]考慮不確定性因素的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定與無功優(yōu)化問題研究[D]. 李鴻鑫.華中科技大學(xué) 2013
[2]基于差分進(jìn)化算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法研究及其應(yīng)用[D]. 徐斌.華東理工大學(xué) 2013
[3]考慮負(fù)荷和風(fēng)電隨機(jī)變化的電力系統(tǒng)概率最優(yōu)潮流問題研究[D]. 李雪.上海大學(xué) 2009
[4]電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性快速評估方法研究[D]. 王亮.山東大學(xué) 2007
[5]大型風(fēng)電場電壓穩(wěn)定性分析與控制研究[D]. 潘文霞.河海大學(xué) 2004

碩士論文
[1]風(fēng)電功率預(yù)測及其并網(wǎng)對系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響[D]. 樊寶龍.山東大學(xué) 2015
[2]考慮多風(fēng)電場相關(guān)性的場景概率潮流計算及其在無功優(yōu)化中的應(yīng)用[D]. 熊強(qiáng).西南交通大學(xué) 2015
[3]基于靈敏度分析法的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究[D]. 蔣拯.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]風(fēng)電并網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析及風(fēng)電接入能力計算[D]. 孫銳.山東大學(xué) 2014
[5]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性分析研究[D]. 張彥凱.蘭州理工大學(xué) 2011
[6]分岔理論在風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定分析中的應(yīng)用[D]. 許珊珊.長沙理工大學(xué) 2010



本文編號：3144195