【摘要】：隨著全球范圍內(nèi)能源需求的增長和環(huán)境問題的日益突出,風(fēng)能作為可再生能源中最具經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景的清潔能源,逐漸受到世界各國的重視和青睞,風(fēng)電并網(wǎng)容量逐年增加。然而,我國的能源和負(fù)荷在地域分布上呈現(xiàn)明顯的不平衡性,不少風(fēng)電需要借助超高壓電網(wǎng)送至負(fù)荷中心進(jìn)行異地消納,這給超高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。然而,在實(shí)際管理超高壓電力系統(tǒng)的電網(wǎng)企業(yè)中,往往可選的降損方式只有更改直調(diào)廠站出力,而風(fēng)電出力場景的多樣性使得合理制定廠站出力方案成為一個(gè)棘手的問題。由此出發(fā),本文從如下幾方面進(jìn)行研究:首先,為研究風(fēng)速變化對風(fēng)電場出力和系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的影響,分析了風(fēng)速概率模型和風(fēng)電場功率特性模型。針對不符合某一概率模型的風(fēng)速數(shù)據(jù),分別利用非參數(shù)核密度估計(jì)和三參數(shù)Weibull分布模型對風(fēng)速概率模型進(jìn)行擬合,然后以卡方檢驗(yàn)對兩種模型的擬合結(jié)果進(jìn)行評估,驗(yàn)證了對風(fēng)速概率模型的假設(shè),同時(shí),建立了風(fēng)電場出力模型,代入風(fēng)速數(shù)據(jù)生成了相應(yīng)的風(fēng)電出力場景。其次,提出了一種基于拉丁超立方采樣和改進(jìn)K-means聚類的風(fēng)電場出力場景分析方法。采用拉丁超立方采樣技術(shù)對風(fēng)速概率分布模型進(jìn)行采樣,生成大量的風(fēng)電出力采樣場景,然后經(jīng)改進(jìn)K-means聚類方法生成了K個(gè)風(fēng)電出力運(yùn)行場景,并由聚類有效性指標(biāo)來確定最優(yōu)聚類數(shù),通過實(shí)際算例驗(yàn)證了場景分析方法的合理性和有效性。再者,基于電力系統(tǒng)分析綜合程序PSASP對實(shí)際東北電網(wǎng)進(jìn)行了分析研究。將東北風(fēng)電場站和直調(diào)廠站分區(qū)后,研究了各區(qū)風(fēng)電和廠站出力變化時(shí),系統(tǒng)網(wǎng)損的變化趨勢,基于廣度優(yōu)先搜索法,得出了一種使系統(tǒng)網(wǎng)損最小的優(yōu)化運(yùn)行方案,并給出了相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)度建議。最后,建立了以最小化網(wǎng)損為目標(biāo)的超高壓電網(wǎng)優(yōu)化模型,并提出了一種適用于復(fù)雜實(shí)際算例的改進(jìn)粒子群算法(IPSO)對模型進(jìn)行求解,以Sobol序列采樣來初始化粒子位置,在粒子的全局搜索機(jī)制中引入萊維飛行來提高搜索的發(fā)散性和遍歷性。以實(shí)際東北電網(wǎng)500kV網(wǎng)架為算例驗(yàn)證了改進(jìn)算法的優(yōu)越性能,同時(shí)對比分析了不同場景下優(yōu)化后的系統(tǒng)網(wǎng)損以及廠站出力情況,對實(shí)際含風(fēng)電的超高壓系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行提供了一些參考與建議。
【圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒論 課題研究背景及意義能源是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需品之一，一個(gè)國家使用能源的多少通常能反映家可能達(dá)到的富裕程度[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和人口的不斷增加，在用電量不斷增長的同時(shí)，由人類發(fā)展活動引起的能源需求也隨之提高。能可以有不同類型的能源形式來滿足，如化石燃料、核能和可再生能源等。P 公司發(fā)布的《2018 世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，截至 2018 年，全球一次能源消化石燃料占 78%，核能占一次能源消費(fèi)的 4.5%、水電占 6.9%。可再生能源能源消費(fèi)中的比重為 3.2%，其中占比最大的是風(fēng)能（52.2%）[2]。

圖 1-2 2005-2017 年全球風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)總量統(tǒng)計(jì)圖2017 年全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量排名中，中國位居全球第一，新增裝機(jī)容6GW，市場份額達(dá) 37%，美國新增裝機(jī) 7.02GW 位居第二，市場份額 13%新增 6.58GW 排在第三位，市場份額 12%[9]。2017 年全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容中，中國仍位居全球第一，總裝機(jī)容量達(dá) 188.39GW，累計(jì)市場份額 35%，二 89.08GW，市場份額 17%，德國第三 56.13GW，市場份額 10%，排名前余國家分別為印度、西班牙、英國、法國、巴西、加拿大和意大利，排名國家風(fēng)電裝機(jī)總量占全球風(fēng)電裝機(jī)總量的 85%，如圖 1-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM732

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本文編號：2654532