本文關(guān)鍵詞：基于可信容量的風光互補發(fā)電系統(tǒng)特性研究

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【摘要】：風力發(fā)電和光伏發(fā)電因其能源的可再生性和清潔性受到到越來越廣泛的應用,但是由于它們具有很強的間歇性和隨機性,接入系統(tǒng)會對系統(tǒng)的可靠性帶來較大的影響,因此,很有必要對這兩種新能源發(fā)電接入后對系統(tǒng)可靠性的影響進行評估。同時,風力發(fā)電和光伏發(fā)電的容量價值在現(xiàn)有的電力規(guī)劃中常常被忽略,從而造成能源的浪費。所以對風力發(fā)電和光伏發(fā)電的可信容量研究具有重要的意義,同時考慮到風力發(fā)電和光伏發(fā)電具有天然的互補性,本文對風光互補發(fā)電系統(tǒng)的可信容量及其影響因素進行研究。本文首先對風電場和光伏電站進行了可靠性建模。首先,詳細介紹了對風速進行模擬和預測的威布爾模型和時間序列模型,采用了可以保留風速季節(jié)性和日變化特性的時間序列模型進行風速建模,分析推導了風機的功率輸出特性及其表達式,并考慮了風電機組的停運模型,最終建立了風電場的可靠性模型;其次模擬了光伏陣列表面的入射太陽輻照度,分別利用時間序列模型和正弦分段方法對逐日氣溫與逐時氣溫進行建模,并考慮光伏電池板的能量轉(zhuǎn)換特性對光伏功率輸出進行建模。通過算例分析驗證了所建立的風電場和光伏電站可靠性模型的合理性,并且分析研究了風電和光伏發(fā)電的晝夜互補性和季節(jié)互補性,且通過對其概率分布特性的分析驗證了風光互補發(fā)電的可行性。其次研究了風光互補發(fā)電接入系統(tǒng)后對系統(tǒng)可靠性的影響。介紹了可靠性評估的基本知識,重點介紹了蒙特卡洛法的基本原理和分類,總結(jié)了常用的計算可靠性的指標,基于序貫蒙特卡洛法建立了含有風光發(fā)電的發(fā)輸電系統(tǒng)的可靠性評估模型,給出評估方法和計算流程。將風光發(fā)電接入IEEE-RTS79標準測試系統(tǒng)中,研究了風光發(fā)電接入對系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生的影響：包括風光發(fā)電的滲透率,風光發(fā)電所接入的系統(tǒng)節(jié)點的不同和風光發(fā)電同時接入等因素,分析它們對系統(tǒng)的可靠性水平產(chǎn)生的影響。最后在前兩章內(nèi)容的基礎(chǔ)上研究了風光互補發(fā)電接入系統(tǒng)的可信容量。對比了幾種常用的可信容量的定義和原理,采用等效載荷能力定義新增加能源的可信容量,并在此基礎(chǔ)上對風光互補發(fā)電系統(tǒng)的可信容量和可信度進行定義：對計算可信容量時經(jīng)常采用的二分法和弦截法的原理和計算步驟做出了詳細介紹,并針對計算可信容量過程中,采用二分法的收斂速度慢和采用弦截法在較高計算精度下出現(xiàn)的不收斂現(xiàn)象,提出了一種混合算法,該算法結(jié)合了二分法和弦截法的優(yōu)點,收斂速度快并且不會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象,在較高計算精度下表現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢；將風光互補發(fā)電接入IEEE-RTS79測試系統(tǒng)中,通過在MATLAB中編程仿真,研究了風光裝機容量配比、風光的滲透率以及所接入系統(tǒng)的可靠性水平的高低對風光互補發(fā)電系統(tǒng)可信容量和可信度的影響。
【關(guān)鍵詞】：風光互補發(fā)電系統(tǒng) 可靠性評估 可信容量 容量可信度 混合算法
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM61
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 選題背景及意義13-14
• 1.2 含風光互補發(fā)電的電力系統(tǒng)可靠性研究14-16
• 1.2.1 電力系統(tǒng)可靠性評估概述14-15
• 1.2.2 風光互補發(fā)電的電力系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 風光互補發(fā)電可信容量研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文的主要工作18-19
• 第2章 風電場與光伏電站的可靠性建模19-35
• 2.1 概述19
• 2.2 風電場可靠性建模19-27
• 2.2.1 風速模型19-21
• 2.2.2 風機輸出功率模型21-22
• 2.2.3 風電機組停運模型22-23
• 2.2.4 算例分析23-27
• 2.3 光伏電站可靠性建模27-30
• 2.3.1 太陽輻照度建模27
• 2.3.2 溫度建模27-28
• 2.3.3 光伏電池輸出功率模型28
• 2.3.4 算例分析28-30
• 2.4 風光發(fā)電互補特性30-32
• 2.4.1 風光發(fā)電輸出功率互補性30-31
• 2.4.2 風光發(fā)電輸出功率的概率分布特性31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-35
• 第3章 含風光發(fā)電的電力系統(tǒng)可靠性評估35-51
• 3.1 概述35-36
• 3.2 電力系統(tǒng)可靠性分析基本知識36-37
• 3.2.1 基本概念和研究方法36
• 3.2.2 元件的可靠性參數(shù)36-37
• 3.3 蒙特卡洛模擬法37-42
• 3.3.1 蒙特卡洛模擬法基本原理37-38
• 3.3.2 蒙特卡洛法分類38-40
• 3.3.3 電力系統(tǒng)可靠性評估指標40-42
• 3.4 含風光發(fā)電的發(fā)輸電系統(tǒng)序貫蒙特卡洛仿真模型42-43
• 3.4.1 主要元件停運模型42-43
• 3.4.2 負荷模型43
• 3.4.3 潮流計算43
• 3.5 含風光發(fā)電的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性指標計算流程43-45
• 3.6 算例分析45-50
• 3.6.1 風光發(fā)電的滲透率對系統(tǒng)可靠性的影響45-47
• 3.6.2 風光發(fā)電接入節(jié)點位置的不同對系統(tǒng)可靠性的影響47-48
• 3.6.3 風光同時接入對系統(tǒng)可靠性的影響48-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第4章 風光互補發(fā)電系統(tǒng)可信容量研究51-67
• 4.1 概述51
• 4.2 可信容量的定義51-54
• 4.2.1 等效常規(guī)機組容量52-53
• 4.2.2 等效載荷能力53-54
• 4.3 風光互補發(fā)電系統(tǒng)可信容量54-55
• 4.4 可信容量的計算方法55-60
• 4.4.1 二分法56-57
• 4.4.2 弦截法57-58
• 4.4.3 混合算法計算可信容量58-60
• 4.5 算例分析60-65
• 4.5.1 混合算法的驗證60-61
• 4.5.2 風光裝機容量配比對風光互補發(fā)電系統(tǒng)可信容量的影響61-62
• 4.5.3 風光滲透率對風光互補發(fā)電系統(tǒng)可信容量的影響62-64
• 4.5.4 所接入系統(tǒng)的可靠性水平對風光互補發(fā)電系統(tǒng)可信容量的影響64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-67
• 第5章 結(jié)論與展望67-71
• 5.1 結(jié)論67-68
• 5.2 展望68-71
• 參考文獻71-77
• 致謝77-79
• 在讀期間參與的科研項目及成果79-80
• 附件80

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