含大规模风电场的电力系统备用容量优化研究-电气工程专业论文.docxVIP

摘要 摘 要 I I 摘 要 近年来，风能作为一种可再生清洁能源，对其的开发利用已成为缓解能源 危机和减少环境污染的重要手段之一。随着风电装机并网容量的不断增大，其 出力变化的随机性和间歇性对现有电力系统的影响日益突出，风电并网后，系 统为维持频率稳定，需要更加合理的备用容量配置 。因此本文对大规模风电场 并网后，电力系统备用容量优化进行了研究，并针对风电并网带来的备用容量 需求增大的问题，提出了含风电场的互联电力系统备用容量优化模型。 首先，针对风电并网后带来的不确定因素，基于机会约束规划，建立了含 大规模风电场的电力系统备用容量优化模型。模型考虑了大规模风电场并网发 电的情况，对发电机组的故障停运、负荷预测误差和风电场出力预测误差等不 确定因素进行了建模，以系统的安全稳定运行的概率作为备用容量的约束条件。 模型采用基于 Monte-Carlo 随机模拟的遗传算法作为求解算法。 其次，大规模风电并网后，系统的备用容量需求将急剧增大，对此本文建 立了含风电场的互联电力系统备用容量优化模型。模型针对构成互联电力系统 的各子系统的备用容量配置特点，将其划分为备用容量富足子系统和稀缺子系 统，然后分析各子系统不同的备用容量调用方式，分别建立了各自基于机会约 束规划的安全稳定约束。模型充分考虑了影响备用 容量配置的各种不确定因素， 并且量化了共享备用的容量大小，明确了共享备用在各子系统间的调用过程。 最后，本文以 IEEE 标准测试系统为算例，通过 MATLAB 编程实现算法， 对上述两模型的可行性进行了验证。算例分析表明：大规模风电场并网后，电 力系统对备用容量的需求增大，且增大程度远大于同规模的负荷备用需求；通 过互联电力系统备用容量联合优化，在保证系统安全稳定的前提下，该模型能 有效降低系统总的备用配置容量，同时备用容量富足子系统能够为含风电场的 稀缺子系统提供备用支持，这为解决大规模风电场接入后备用容量配置问题提 供了新的思路。 关键词：风电场；备用容量；互联电力系统；机会约束规划；Monte-Carlo 随机 模拟 Abs Abstract II II Abstract In recent years, wind energy as a renewable clean energy, its development and use has been one of the important means to ease the energy crisis and reduce environmental pollution. With the increasing installed capacity and network capacity of wind farms , the impact of changes in its output randomness and volatility of the existing power systems have become increasingly prominent. In order to maintain the power system frequency stability, we need to allocate sufficient reserve capacity. So in this paper, the reserve capacity optimization of power systems with large-scale wind farms have been studied, and for the issues that the increased demand of reserve capacity brought about by wind power, a reserve capacity optimization model of interconnected power system with wind farms has been proposed. Firstly, for the uncertain factors caused by the wind farm grid, a reserve capacity optimization models of power system with wind farms was established based on chance constrained programming. This optimization model considered the case of large-scale wind farms connected to the grid, model