本文關(guān)鍵詞：含風(fēng)力發(fā)電的配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定規(guī)劃研究

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【摘要】：靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析可以在一定程度上較好的反映電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定水平。隨著分布式電源尤其是風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中接入比例越來(lái)越高,其對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的影響越來(lái)越大。因此,如何對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行選址,并且在風(fēng)電接入的配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化,提高系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平,是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。傳統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化方法通常采用確定型的模型,當(dāng)忽略隨機(jī)因素時(shí),確定型方法能較準(zhǔn)確的分析無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題。但大量新能源的接入使傳統(tǒng)確定型模型面臨著巨大的挑戰(zhàn)。新能源大量接入以后,節(jié)點(diǎn)注入功率為不確定的,在這種情況下,如何提高隨機(jī)場(chǎng)景下的電壓穩(wěn)定裕度,降低電壓越限的風(fēng)險(xiǎn),是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。此外,由于出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性,傳統(tǒng)的衡量電壓穩(wěn)定的指標(biāo)已經(jīng)不能完全適應(yīng)這一情況,需要新的指標(biāo)衡量節(jié)點(diǎn)變量對(duì)于失穩(wěn)點(diǎn)的影響。該指標(biāo)要能較好的處理隨機(jī)場(chǎng)景下鞍節(jié)點(diǎn)分岔和極限誘導(dǎo)分岔兩種主要的失穩(wěn)模式,對(duì)隨機(jī)潮流下風(fēng)電選址、無(wú)功規(guī)劃具有較好的指導(dǎo)作用。本文取得的主要成果如下:1)針對(duì)傳統(tǒng)的失穩(wěn)模式參與因子對(duì)極限誘導(dǎo)分岔(LIB)失效的缺陷,提出了基于節(jié)點(diǎn)注入功率空間的電壓穩(wěn)定極限曲面法向量指標(biāo)用于衡量風(fēng)力發(fā)電接入后各個(gè)節(jié)點(diǎn)變量對(duì)于系統(tǒng)失穩(wěn)點(diǎn)的影響,進(jìn)而指導(dǎo)風(fēng)電選址。該方法克服了傳統(tǒng)的參與因子在LIB情況下失效的缺陷,在IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了其正確性。2)在基于電壓穩(wěn)定極限曲面法向量的指標(biāo)基礎(chǔ)上,對(duì)風(fēng)力接入配電網(wǎng)后無(wú)功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選址,在此基礎(chǔ)上利用遺傳算法對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化。IEEE33系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果表明該方法可以改善配電網(wǎng)無(wú)功分布,提高電壓水平,降低配電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)值分析的結(jié)果表明該選址方法可以有效選擇系統(tǒng)的薄弱節(jié)點(diǎn),無(wú)功優(yōu)化使得系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓分布更加均勻,同時(shí)能夠給系統(tǒng)運(yùn)行留出更多裕量。3)本文針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力隨機(jī)性進(jìn)行研究,提出一種考慮電壓穩(wěn)定裕度約束的隨機(jī)無(wú)功優(yōu)化方法。使用基于點(diǎn)估計(jì)的隨機(jī)潮流方法將機(jī)會(huì)約束轉(zhuǎn)化為確定型約束,并采用帶共軛梯度算子的改進(jìn)遺傳算法對(duì)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。數(shù)值計(jì)算的結(jié)果表明本文提出的方法可以降低電壓的越限風(fēng)險(xiǎn)。相比于確定型方法,本文的網(wǎng)損優(yōu)化結(jié)果略有增加,但同時(shí)電壓穩(wěn)定裕度得到了較大的提升。此外本文采用了一些算法加速策略,仿真結(jié)果證明了這些策略的可行性。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 靜態(tài)電壓穩(wěn)定 隨機(jī)潮流 配電網(wǎng) 無(wú)功優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM614;TM712
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定相關(guān)問(wèn)題11-18
• 1.2.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定的定義和分類11-12
• 1.2.2 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的定義和分類12-13
• 1.2.3 電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的基本原理13-14
• 1.2.4 電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析基本方法14-17
• 1.2.5 電力系統(tǒng)中主要電壓調(diào)節(jié)裝置17-18
• 1.3 我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)壓控制系統(tǒng)18-23
• 1.3.1 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)18-19
• 1.3.2 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理19-21
• 1.3.3 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)21-22
• 1.3.4 大量風(fēng)電接入后AVC的協(xié)調(diào)控制22-23
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容23-25
• 第二章 風(fēng)力發(fā)電接入電力系統(tǒng)后的電壓穩(wěn)定問(wèn)題25-36
• 2.1 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀和特點(diǎn)25-27
• 2.1.1 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀25-26
• 2.1.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和類型26-27
• 2.1.3 風(fēng)力發(fā)電的主要控制模式27
• 2.2 風(fēng)力發(fā)電接入的電壓穩(wěn)定問(wèn)題及應(yīng)對(duì)27-30
• 2.2.1 國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)定28
• 2.2.2 風(fēng)電接入電網(wǎng)后的突出問(wèn)題28-29
• 2.2.3 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功綜合分級(jí)優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)和策略29-30
• 2.2.4 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的選型30
• 2.3 大規(guī)模風(fēng)電接入系統(tǒng)的隨機(jī)潮流計(jì)算30-34
• 2.3.1 解析法隨機(jī)潮流分析31-32
• 2.3.2 蒙特卡洛法求解風(fēng)電接入隨機(jī)潮流方法32-33
• 2.3.3 點(diǎn)估計(jì)隨機(jī)潮流計(jì)算方法33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 電壓穩(wěn)定極限曲面法向量指標(biāo)36-47
• 3.1 電壓穩(wěn)定極限點(diǎn)的法向量計(jì)算方法及指標(biāo)37-40
• 3.1.1 SNB型電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)法向量計(jì)算37-38
• 3.1.2 LIB型電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)法向量計(jì)算38-39
• 3.1.3 極限曲面法向量指標(biāo)用于風(fēng)電選址39-40
• 3.2 隨機(jī)場(chǎng)景下電壓穩(wěn)定裕度40-42
• 3.2.1 拉丁超立方采樣40-41
• 3.2.2 隨機(jī)場(chǎng)景下電壓穩(wěn)定裕度求取過(guò)程41-42
• 3.3 算例分析42-46
• 3.3.1 基于拉丁超立方采樣Monte-Carlo法的收斂性42-43
• 3.3.2 LIB型電壓臨界點(diǎn)情況43-45
• 3.3.3 SNB型電壓臨界點(diǎn)情況45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于電壓穩(wěn)定極限曲面法向量的風(fēng)電接入配電網(wǎng)隨機(jī)無(wú)功優(yōu)化47-58
• 4.1 風(fēng)電接入配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化模型48-51
• 4.1.1 風(fēng)速的概率分布48
• 4.1.2 DWG的概率出力48-49
• 4.1.3 利用曲面法向量指標(biāo)確定待補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)49-50
• 4.1.4 風(fēng)電接入配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)和約束50-51
• 4.2 模型的求解51-53
• 4.2.1 Monte-Carlo模擬的配電網(wǎng)概率潮流51
• 4.2.2 融合連續(xù)潮流的隨機(jī)潮流負(fù)荷裕度計(jì)算方法51
• 4.2.3 遺傳算法求解無(wú)功優(yōu)化流程51-53
• 4.3 算例分析53-57
• 4.3.1 算例分析基礎(chǔ)53
• 4.3.2 無(wú)功優(yōu)化結(jié)果分析53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 考慮電壓穩(wěn)定裕度約束的無(wú)功優(yōu)化點(diǎn)估計(jì)隨機(jī)最優(yōu)潮流方法58-69
• 5.1 模型的建立59-62
• 5.1.1 極限運(yùn)行曲面59-60
• 5.1.2 隨機(jī)節(jié)點(diǎn)注入功率下最小電壓穩(wěn)定裕度定義60-61
• 5.1.3 考慮電壓穩(wěn)定裕度約束的隨機(jī)最優(yōu)潮流模型（VC-SORPD）61-62
• 5.2 點(diǎn)估計(jì)法和隨機(jī)最優(yōu)潮流62-65
• 5.2.1 三點(diǎn)估計(jì)法求輸出變量各階矩62-63
• 5.2.2 Gram-Charlier展開(kāi)逼近輸出變量累計(jì)分布63
• 5.2.3 帶共軛梯度的遺傳算法63-65
• 5.3 算例分析65-68
• 5.3.1 2 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)65-66
• 5.3.2 IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 主要內(nèi)容總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目79-81

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