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风力发电容量可信度研究

作　者: 高宁超
导　师: 全玉生
学　校: 华北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 风力发电风力发电并网容量可信度风险评估电网规划
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

风电场的出力具有波动性、随机性和周期性特点,随着其规模化的发展,如何将这种间歇性能源合理地纳入电力电量平衡,是关系到电力系统稳定、可靠和经济运行的关键问题,有必要根据风力发电的出力特性,结合电网运行特点开展深入研究。将风能资源转变为优质电源重要的是将风电场由替代常规电源的发电量向替代常规电源的运行容量和装机容量转变,这就需要对风电场的容量可信度进行准确的评估。目前国内外对风电场的容量可信度没有形成统一的衡量标准,由于风能间歇性的特点,确定常规发电机组容量的方法不能用来确定风电场的容量,因此,如何计算风电场的容量可信度成为电力系统规划设计、评估风电场和确定合适的上网电价时需要考虑的关键问题。本课题首先概述了间歇式电源容量可信度的基本概念和评估指标,通过对比分析推荐出我国现阶段比较适宜采用的指标,并分析了容量可信度的国内外研究现状和发展趋势。然后,根据风资源的季节变化特点建立风速模型以及风机出力模型,然后,基于风险评估理论对大容量间歇式电源的容量可信度计算方法进行研究,建立了详细的计算模型和计算流程,通过算例验证了该方法的正确性和有效性,并从容量系数、相关性、穿透功率水平等方面分析了间歇式能源资源特性对容量可信度的影响。最后,探讨了间歇式电源容量可信度对系统安全风险的影响。本课题的研究成果可为电力规划部门制定有关政策提供理论依据和方法保障。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9
  1.2 风力发电的发展  9-12
    1.2.1 风力发电发展现状  10-11
    1.2.2 风电并网的现状与面临的问题  11-12
  1.3 容量可信度的发展概况与发展趋势  12-13
    1.3.1 容量可信度的研究现状  12-13
    1.3.2 容量可信度的发展趋势  13
  1.4 本文的主要工作  13-15
第2章风能资源特性及其出力模型  15-23
  2.1 风能资源的特性  15-17
    2.1.1 间歇性和不可调节性  15
    2.1.2 风速年变化  15-16
    2.1.3 风速日变化特性  16
    2.1.4 风速日变化随高度的变化  16-17
  2.2 风力发电出力模型  17-21
    2.2.1 风速模型  17-19
    2.2.2 风功率模型  19-20
    2.2.3 风电场模型  20-21
  2.3 小结  21-23
第3章容量可信度计算方法研究  23-32
  3.1 蒙特卡洛模拟方法  23-25
    3.1.1 蒙特卡洛模拟方法的基本思想与原理  23-24
    3.1.2 蒙特卡洛模拟方法的分类  24-25
  3.2 容量可信度的计算方法  25-28
    3.2.1 容量可信度的定义与评估指标  25-26
    3.2.2 容量可信度的计算原理  26
    3.2.3 容量可信度算法流程图  26-28
  3.3 基于序贯蒙特卡洛法的LOLE计算方法  28-31
    3.3.1 计算精度分析  29-30
    3.3.2 算法流程图  30-31
  3.4 小结  31-32
第4章基于风险的容量可信度的算例仿真  32-42
  4.1 容量可信度对系统安全风险的影响  32-34
    4.1.1 仿真分析法  32-33
    4.1.2 频率约束法  33-34
    4.1.3 机会约束规划法  34
  4.2 IEEE-RTS79算例仿真  34-40
    4.2.1 风机出力模型  37-39
    4.2.2 算例仿真  39-40
  4.3 小结  40-42
第5章风资源对容量可信度影响的仿真分析  42-52
  5.1 容量系数变化的算例分析  42-44
  5.2 机组类型的算例分析  44-45
  5.3 风力出力与负荷之间的相关性的算例分析  45
  5.4 风力发电穿透功率的算例分析  45-51
  5.5 小结  51-52
第6章结论与展望  52-54
  6.1 结论  52
  6.2 展望  52-54
参考文献  54-58
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  58-59
致谢  59

风力发电容量可信度研究

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