含风电场的电力系统最优潮流研究-农业工程;农业电气化与自动化专业论文.docxVIP

华北电力大学硕士学位论文 华北电力大学硕士学位论文 I I 摘 要 电力系统具有多种运行方式，在含风电场的电力系统中，用概率理论模拟系统 中的不确定因素，建立系统模型，并采用某种算法寻优，合理安排常规发电机组的 出力分配，使系统燃料成本最低以取得最好的经济效益，称之为含风电场的电力系 统最优潮流研究。 目前，电网规划多采用确定性潮流分析方法，但实际电网规划中，存在一定的 不确定性因素，主要包括：负荷、发电机出力、系统网络参数、环境和气候、电价 等，而这些输入量是不能用具体的数值代替的。本文利用概率知识，建立了概率潮 流模型来反映电力系统中的不确定因素。 自然风速的随机性和不可控性使得风电场的出力并不是一个确定值；风电机叶 轮的遮挡作用使得风电场内存在尾流效应，这造成了风电场的实际出力小于计算 值。本文在潮流计算中建立了计及尾流效应过程的风电场概率模型，并对其进行了 适当简化使其便于在潮流计算中应用。 基于 IEEE-30 标准测试系统数据，本文对该模型进行了 Matlab 仿真，分析了尾 流效应对概率潮流计算中电压越限概率和支路潮流流向的影响；将概率潮流和最优 潮流理论相结合，用粒子群算法求解，建立了含风电场的电力系统概率最优潮流模 型，对不同情况下的燃料成本和电压幅值越限概率作比较，验证了模型的有效性和 准确性。 关键词：风电场；尾流效应；概率潮流；最优潮流；粒子群算法 II II Abstract Electrical power system can be run stably in multiple states. In power grid containing wind farms, use probability theory to simulate uncertainties, create a model and optimize by an algorithm, get the best lowest cost fuel economic, called OPF for power grid containing wind farms. Currently, deterministic power flow analysis methods is applied in power grid planning, actually, there are some nondeterminacy in power system planning as: load power, generator output, network parameter, environment, electricity price.etc. In this paper, probability theory has been used to build a probability model to reflect the uncertainty of power system. Due to random and uncontrollable natural wind speed, wind farm output is not a definite value, probability methods can fully consider the fluctuation of the wind farm output. And as wind turbine impellers’ shielding effect, wake effects that exist in wind farm mak actual output less than calculated value. The thesis analyzes the process of wake effects, makes it appropriate to power flow calculation by simplifying some conditions. Programming by using the IEEE-30 standard test systems, analyze the effect of wake effects on probability of voltage beyond limited and direction of branch power flow in probabilistic power flow calculation contains wind farms; combine probability flow theory and optimal power flow theory and solve the mode