【摘要】：風(fēng)力發(fā)電具有清潔、無污染、可再生等優(yōu)點(diǎn),被公認(rèn)為是緩解能源短缺、遏制氣候變化、促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)增長的有效途徑,近年來得到了飛速的發(fā)展。然而,風(fēng)能的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn),使得風(fēng)電機(jī)組出力具有較強(qiáng)的不確定性。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)不僅會(huì)削弱系統(tǒng)的調(diào)頻能力,而且其不確定性還會(huì)引起較大的頻率偏差,加劇了系統(tǒng)頻率越限風(fēng)險(xiǎn),對(duì)含風(fēng)電電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性評(píng)估提出了更高的要求。隨著風(fēng)電滲透率的不斷提高,風(fēng)電參與系統(tǒng)一次調(diào)頻成為未來電網(wǎng)發(fā)展的必然要求。因此,有必要開展計(jì)及風(fēng)電一次調(diào)頻的電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評(píng)估研究,以準(zhǔn)確量化含風(fēng)電電力系統(tǒng)的頻率運(yùn)行可靠性水平。據(jù)此,本文圍繞潮流模型、負(fù)荷削減優(yōu)化模型和運(yùn)行可靠性評(píng)估方法三個(gè)方面展開計(jì)及風(fēng)電一次調(diào)頻的電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評(píng)估研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)針對(duì)現(xiàn)有潮流模型不考慮風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻能力而無法分析風(fēng)電機(jī)組參與一次調(diào)頻后系統(tǒng)潮流分布的問題,建立計(jì)及風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻的潮流模型。首先,基于風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻容量及其有功-頻率靜特性系數(shù)隨風(fēng)速變化的特征,給出風(fēng)電機(jī)組的一次調(diào)頻特性方程。然后,結(jié)合常規(guī)發(fā)電機(jī)組與負(fù)荷的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性,建立計(jì)及風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻的潮流模型,并通過牛頓法進(jìn)行求解。修改的IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提潮流模型的正確性和有效性。(2)針對(duì)現(xiàn)有負(fù)荷削減優(yōu)化模型不考慮風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻及負(fù)荷削減后頻率為下限值的問題,計(jì)及風(fēng)電機(jī)組和常規(guī)非自動(dòng)發(fā)電控制(automatic generation control,AGC)機(jī)組的一次調(diào)頻能力、AGC機(jī)組的一次和二次調(diào)頻能力,同時(shí)將負(fù)荷有功功率削減量與頻率偏差的平方的加權(quán)和最小作為優(yōu)化目標(biāo),建立考慮頻率調(diào)節(jié)特性及最小頻率偏差的負(fù)荷削減優(yōu)化模型,以兼顧負(fù)荷削減量與頻率質(zhì)量。并通過預(yù)測(cè)-校正原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法對(duì)所提負(fù)荷削減優(yōu)化模型進(jìn)行求解。修改的IEEE 14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提負(fù)荷削減優(yōu)化模型的正確性和有效性。(3)針對(duì)現(xiàn)有運(yùn)行可靠性評(píng)估無法量化系統(tǒng)頻率運(yùn)行可靠性水平的問題,考慮風(fēng)速、風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻容量及其有功-頻率靜特性系數(shù)等不確定性因素,結(jié)合非序貫蒙特卡洛模擬法、本文所建潮流模型和負(fù)荷削減優(yōu)化模型,提出計(jì)及風(fēng)電一次調(diào)頻的電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法,并構(gòu)建綜合反映頻率越上/下限可能性和嚴(yán)重性的運(yùn)行可靠性評(píng)估指標(biāo),以量化系統(tǒng)頻率運(yùn)行可靠性水平。修改的IEEE-RTS79測(cè)試系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提評(píng)估方法和評(píng)估指標(biāo)的正確性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM732
【圖文】：

17圖 2.4 修改的 IEEE 14 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖Fig.2.4 The diagram of the modified IEEE 14-bus system風(fēng)電機(jī)組的切入風(fēng)速 vci、切出風(fēng)速 vco和額定風(fēng)速 vr分別為 3 m/s m/s；風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)一次調(diào)頻的最小風(fēng)速 vk,min和最大風(fēng)速 vk,max 25 m/s；風(fēng)電機(jī)組的減載率 dW%取 10%；風(fēng)電機(jī)組的最大有功-頻KW,max取 30 p.u.；設(shè)在初始狀態(tài)時(shí)頻率為額定值 50 Hz；收斂精度 ε系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額，仿真時(shí)對(duì)負(fù)荷功率進(jìn)行了適當(dāng)倍數(shù)的增加。

1)和風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)一次調(diào)頻下(case 2)的系統(tǒng)頻率，仿真結(jié)果，繪制不同風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)一次調(diào)頻時(shí)的系統(tǒng)頻率隨化趨勢(shì)曲線，如圖 2.5 所示。表 2.3 不同風(fēng)速下的系統(tǒng)頻率(單位：Hz)Table 2.3 System frequency of different wind speed (Hz)s)情形負(fù)荷增長比例 γ5% 10% 15% 20% 25%case 1 49.9510 49.9021 49.8535 49.8051 49.75case 2 49.9547 49.9059 49.8572 49.8088 49.76case 1 49.9512 49.9025 49.8540 49.8058 49.75case 2 49.9565 49.9124 49.8639 49.8156 49.76case 1 49.9515 49.9031 49.8549 49.8069 49.75case 2 49.9567 49.9136 49.8706 49.8256 49.77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2728851