含风电场电力系统暂态安全风险分析-电气工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TM76 U.D.C: 621.31 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON TRANSIENT RISK ASSESSMENT OF POWER SYSTEM INTEGRATED WITH LARGE WIND FARM Candidate： Sun Mingyuan Supervisor： Associate Prof. Bai Xuefeng Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Electrical Engineering Affiliation： School of Electrical Engineering and Automation Date of Defense： December, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 摘 摘 要 Ab Abstract - - I - - - PAGE IV - 摘 要 在电力系统大力提倡节能减排的今天，伴随着风力发电技术越来越成熟， 风电并网大势所趋。然而，由于风能的随机性和间歇性，所以不得不考虑风电 并网对于电力系统所带来的风险，尤其是系统的暂态安全问题更是不容忽视。 因此，本文就含风电场电力系统的暂态安全风险问题进行了研究。 对于电力系统进行风险评估，是要综合考虑系统故障的概率和故障的影响 两方面因素。基于风险评估的定义，本文首先研究了含风电场电力系统运行状 态的概率模型，并根据蒙特卡洛模拟的方法对系统的运行状态进行抽样。出于 提高抽样效率以及充分利用计算资源的目的，本文采用了蒙特卡洛并行算法对 系统运行状态进行抽样，并且以含风电场的 IEEE-14 节点系统的暂态稳定计算 为例，验证了使用蒙特卡洛并行算法进行状态抽样可以提高了抽样的效率，减 少模拟时间。 为 了 衡 量风 险 评 估 中 的 系 统 故障 的影响，本文利用 扩展 等 面 积 准 则 理 论 (EEAC 法)，通过将风电场对系统的影响转化为系统运行参数的方式，给出了 含风电场电力系统暂态能量裕度的计算方法，拓展了 EEAC 法的应用范围，并 且在含风电场的 IEEE-39 节点系统的平台上，将修正的 EEAC 法与时域仿真法 在相同故障状态下扫描得到的故障临界切除时间进行对比，验证了文中提出的 修正的 EEAC 法的有效性。 本文以含风电场电力系统在运行状态下的暂态能量裕度作为衡量系统暂态 稳定水平的指标，并且结合系统运行状态的抽样过程，建立了 包括风险指标计 算和风险分级的含风电场电力系统暂态安全平均风险指标的评估体系。采用含 风电场的 IEEE-39 节点系统为算例，根据风险评估定义，利用蒙特卡洛并行算 法对系统运行状态进行抽样并结合修正后的 EEAC 法求取系统暂态稳定裕度进 行了仿真分析，算例着重分析了并网风电场的容量、并网点以及风电场类型对 于电力系统暂态安全风险的影响，并通过对风险指标分级，确定了系统暂态安 全水平，为系统运行工作提供了重要参考， 仿真所得到的结果是符合实际而且 令人满意的。 关键词：风力发电；暂态安全；风险评估；蒙特卡洛并行算法； 扩展等面积准则 Abstract Nowadays, Energy Conservation and Emission Reduction is encouraged in power system. As the development of wind power generation technology become more and more mature, wind power connecting to the grid has become the trend of The Times. However, due to the randomness and intermittent of wind power, we have to consider risks for power system brought by the wind power connecting to the grid. In particular, the transient security problem of power system can also not allow to be ignored. Therefore, in this paper, transient security risk problem of the power