含風電場的電力系統(tǒng)可靠性評估.pdf

1、隨著世界能源需求的日益增長和可再生能源的開發(fā)與利用，風能作為可再生清潔新能源越來越受到人們的重視。風力發(fā)電由于技術(shù)發(fā)展成熟并且發(fā)電成本相對較低而成為常規(guī)能源最主要的一種替代形式。由于風能具有隨機性和間歇性，大規(guī)模風力發(fā)電并網(wǎng)后會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來很大的影響，尤其是對電力系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生影響。本文分析了風力發(fā)電系統(tǒng)的特點，深入研究了風電場無功功率補償容量對電力系統(tǒng)潮流分布的影響。根據(jù)風能的隨機性和電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的不確定性，建立了

2、含風電場的電力系統(tǒng)可靠性分析模型，分別采用序貫蒙特卡羅模擬法和基于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的方法建立風電場可靠性分析模型，對電力系統(tǒng)可靠性影響進行綜合評估。
　　 本文的主要內(nèi)容和研究成果如下：
　　 (1)介紹了風電并網(wǎng)的基礎(chǔ)知識，包括風力發(fā)電機組的基本組成部件和能量轉(zhuǎn)換過程，風電并網(wǎng)的基本條件和并網(wǎng)方式
　　 重點介紹了風力發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)造成電壓波動和閃變、諧波污染和電壓穩(wěn)定性的影響，并給出相應(yīng)改善措施。

3、　　 (2)采用序貫蒙特卡羅模擬法計算含風電場的電力系統(tǒng)可靠性
　　 建立了擬合風電場風速分布的Weibull概率分布模型，根據(jù)風速和風力發(fā)電機組輸出功率之間的關(guān)系計算風電機組的輸出。考慮到風力發(fā)電機組輸出的隨機特性和強迫停運率等不確定因素，建立了風電場可靠性模型，結(jié)合常規(guī)發(fā)電機組隨機停運模型和負荷模型，在EPRI-36節(jié)點系統(tǒng)中接入風電場，應(yīng)用序貫蒙特卡羅方法對該系統(tǒng)進行可靠性評估，分別計算了風電機組臺數(shù)變化對電力系統(tǒng)可靠性

4、的影響和風電場對電力系統(tǒng)可靠性的影響系數(shù)。結(jié)果表明雖然風速的波動性和不確定性使得風電場的供電可靠性比較低，但是對整個電網(wǎng)的可靠性來說還是有一定貢獻的。從電力系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性評估的角度考慮，適當投入一定臺數(shù)的風力發(fā)電機組能有效提高電力系統(tǒng)的可靠性水平。
　　 (3)針對風電場在向系統(tǒng)中輸送有功功率的同時還需要從電網(wǎng)吸收無功功率產(chǎn)生勵磁的特點
　　 本文建立了風力發(fā)電機組在穩(wěn)態(tài)分析中的計算模型和無功功率補償模型，計算了風電

5、場在不同節(jié)點接入電網(wǎng)后，改變無功功率補償容量對電網(wǎng)各節(jié)點電壓的影響。結(jié)果表明，隨著風電場無功補償容量的增加，整個電力系統(tǒng)的電壓水平都有所提高，但是風電場附近各節(jié)點電壓有明顯提高，距離風電場較遠的節(jié)點電壓增長緩慢。
　　 (4)考慮到基于序貫蒙特卡羅仿真的含風電場的電力系統(tǒng)可靠性計算未計及實際運行中可能會出現(xiàn)的傳輸功率過載和節(jié)點電壓越限等問題，使得該方法在實際應(yīng)用中具有一定的局限性
　　 本文基于含風電場的電力系統(tǒng)進行穩(wěn)態(tài)