隨著大規(guī)模以電力電子裝備為并網(wǎng)接口的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)接入互聯(lián)電網(wǎng),電力系統(tǒng)的運行和穩(wěn)定呈現(xiàn)出顯著的不確定性�？稍偕茉慈绻夥�、風電受到自然環(huán)境的制約其發(fā)電功率具有間歇性和隨機性,其接口的電力電子裝備也對電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定特性造成影響,隨著可再生能源滲透率的提高,電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行受到不確定性的嚴峻挑戰(zhàn)。確定性的傳統(tǒng)分析方法難以適用于存在顯著不確定性的電力系統(tǒng),當此背景,研究高比例可再生能源電力系統(tǒng)的不確定性分析方法具有深刻的理論和現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)不確定性分析依賴可以準確描述系統(tǒng)不確定因素的概率分布,而獲取準確的概率分布被認為是實際工程上的一項艱巨挑戰(zhàn)。考慮工程上一般僅能獲取部分準確的統(tǒng)計信息,往往無法獲取不確定因素的全部概率信息,因此傳統(tǒng)不確定性分析中所采用的概率分布本身具有不確定性,即高階不確定性(高階既包含不確定因素本身,還包含描述其不確定性的模型所具有的不確定性)。本文針對可再生能源高階不確定性對高比例可再生能源電力系統(tǒng)運行和穩(wěn)定的影響,分別從靜態(tài)安全性和小干擾穩(wěn)定性出發(fā),采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的不確定性分析理論展開相關(guān)研究。在靜態(tài)安全分析方面,本文的主要工作分為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動多項式混沌展開法的隨機潮流和概率分布魯棒的電力系統(tǒng)概率靜態(tài)安全評估。1 提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動多項式混沌展開法的隨機潮流。針對可再生能源發(fā)電功率的高階不確定性和潮流方程的非線性,利用可再生能源發(fā)電功率統(tǒng)計數(shù)據(jù)的高階矩信息可以自行構(gòu)造出任意概率空間下的一組正交基,進而利用正交基對潮流方程中的電壓等狀態(tài)變量進行多項式擬合,并采用隨機伽遼金積分法計算擬合參數(shù)。2 提出概率分布魯棒的電力系統(tǒng)概率靜態(tài)安全評估。電力系統(tǒng)運行控制依賴負荷預(yù)測提供必要信息,需要考慮負荷預(yù)測誤差高階不確定性造成的影響。將概率靜態(tài)安全評估問題建模為矩約束的概率測度優(yōu)化問題,即廣義矩優(yōu)化問題,進而可以利用半定松弛技術(shù)進行求解,獲得滿足矩約束的所有可能概率分布下電力系統(tǒng)運行安全約束被違反的最大概率。在小干擾動態(tài)穩(wěn)定方面,本文的主要工作分為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動概率配點法的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)隨機小干擾穩(wěn)定分析和基于廣義短路比的電力電子多饋入系統(tǒng)概率穩(wěn)定裕度評估。1 提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動概率配點法的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析。首先,考慮寬頻帶振蕩特性,采用阻抗建模方法構(gòu)造光伏發(fā)電系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析模型;其次,利用光照強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)的若干階原點矩構(gòu)造多項式基函數(shù),并通過概率配點法求解系統(tǒng)主導(dǎo)特征根的阻尼比與光照強度之間的多項式關(guān)系。2 提出基于廣義短路比的電力電子多饋入系統(tǒng)概率穩(wěn)定裕度評估方法。首先,將額定運行條件下的廣義短路比推廣到適用于一般運行條件的廣義運行短路比,從而能夠量度電力電子裝備任意輸出功率時的系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定裕度;其次,由于廣義運行短路比在數(shù)學(xué)上對應(yīng)拓展導(dǎo)納矩陣的最小特征值,而拓展導(dǎo)納矩陣元素中包含不確定的輸出功率,因此采用矩陣概率D穩(wěn)定描述系統(tǒng)小干擾概率穩(wěn)定評估問題;同時采用期望和方差等部分概率信息來描述系統(tǒng)隨機性,在此基礎(chǔ)上結(jié)合廣義矩理論將矩陣概率D穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為易于求解的半定規(guī)劃問題。上述研究內(nèi)容提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的不確定性分析理論,豐富了高比例可再生能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評估的工具方法。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM73
【部分圖文】：

如圖１邋－１所示，我國風電、光伏２／３以上位于“三北”逡逑地區(qū)，多個省（區(qū)）可再生能源裝機占比已超過３０％，邋２０２５年多個省（區(qū)）可再生能源占比逡逑將超過５０％。在這些地區(qū)建立大規(guī)模的可再生能源發(fā)電基地［５］，不易受到地理條件的制逡逑約，可再生能源利用率高，同時有助于形成可再生能源發(fā)電的規(guī)模效益，便于充分發(fā)揮逡逑科學(xué)的建設(shè)和管理能力，但是，由于可再生能源基地遠離負荷中心（我國負荷中心普遍位逡逑于東南沿海），“三北”地區(qū)大規(guī)�？稍偕茉床捎弥绷魍馑偷母窬忠鸦拘纬�，大基地、逡逑遠距離直流送出是我國可再生能源開發(fā)利用的主導(dǎo)形式之一。再加之可再生能源發(fā)電的逡逑波動性強、有效利用小時數(shù)低，給特高壓輸電系統(tǒng)以及受端系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量逡逑帶來較多的負面影響。分散式指的是直接在負荷中心的負荷側(cè)分散接入大規(guī)模小容量可逡逑再生能源［６］，雖然可以避免上述集中式的一些不足［７］，但必須認識到，對于我國特殊的逡逑地理特點

２．４算例分析逡逑接下來對ＩＥＥＥ－９節(jié)點［１４４】系統(tǒng)進行枿機潮流分析來驗證所提方法相較于基于Ｎａｔａｆ逡逑變換的廣義多項式混沌展開法具有更高的準確性。在系統(tǒng)拓撲（見圖２－１）和原始參數(shù)基逡逑礎(chǔ)上，隨機化節(jié)點５和節(jié)點８上的有功負荷，令他們?yōu)榫哂邢嚓P(guān)性的區(qū)間在０￣３ｐ．ｕ．之逡逑間的均勻分布，并采用參數(shù)為２．７５的ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)進行聯(lián)合。經(jīng)過上述聯(lián)合后計逡逑算兩處有功負荷的相關(guān)系數(shù)為０．７６４９。在此基礎(chǔ)上，對ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)所生成的隨逡逑機數(shù)進行１0４采樣作為潮流分析的統(tǒng)計生數(shù)據(jù)。逡逑

２．４算例分析逡逑接下來對ＩＥＥＥ－９節(jié)點［１４４】系統(tǒng)進行枿機潮流分析來驗證所提方法相較于基于Ｎａｔａｆ逡逑變換的廣義多項式混沌展開法具有更高的準確性。在系統(tǒng)拓撲（見圖２－１）和原始參數(shù)基逡逑礎(chǔ)上，隨機化節(jié)點５和節(jié)點８上的有功負荷，令他們?yōu)榫哂邢嚓P(guān)性的區(qū)間在０￣３ｐ．ｕ．之逡逑間的均勻分布，并采用參數(shù)為２．７５的ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)進行聯(lián)合。經(jīng)過上述聯(lián)合后計逡逑算兩處有功負荷的相關(guān)系數(shù)為０．７６４９。在此基礎(chǔ)上，對ＣｌａｙｔｏｎＣｏｕｐｌａ函數(shù)所生成的隨逡逑機數(shù)進行１0４采樣作為潮流分析的統(tǒng)計生數(shù)據(jù)。逡逑Ｂ２邐Ｂ７邐Ｂ８邐Ｂ９邐Ｂ３逡逑？—ＱＤ邐ＱＤ？逡逑Ｂ５邐邐Ｂ６逡逑Ｂ１逡逑ｉ逡逑圖２－１系統(tǒng)拓撲逡逑２４逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊堤;程浩忠;姚良忠;曾平良;;多端直流輸電接入下的交直流混聯(lián)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究綜述[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年08期

2 楊潔;劉開培;王東旭;秦亮;;向無源網(wǎng)絡(luò)供電的雙端柔性直流輸電系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析[J];中國電機工程學(xué)報;2015年10期

3 何湘寧;宗升;吳建德;李武華;趙榮祥;;配電網(wǎng)電力電子裝備的互聯(lián)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)[J];中國電機工程學(xué)報;2014年29期

4 胡偉;孫建軍;馬謙;劉飛;查曉明;;多個并網(wǎng)逆變器間的交互影響分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年09期

5 陳新;張e

本文編號：2821502