含大规模风电场电力系统备用容量优化地研究

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1、国内图书分类号：TM744学校代码：10079国际图书分类号：621.3密级：公开硕士学位论文含大规模风电场的电力系统备用容量优化研究硕士研究生：檀晓林导师：盛四清申请学位：工学硕士学科：电气工程专业：电力系统及其自动化所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2014年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TM744U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreeReserveCapacityOptimizationofthePowerSystemwithLarge-

2、scaleWindFarmCandidate：TanXiaolinSupervisor：Prof.ShengSiqingSchool：SchoolofElectricalandElectronicEngineeringDateofDefence：March,2014Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《含大规模风电场的电力系统备用容量优化研究》，是本人

3、在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《含大规模风电场的电力系统备用容量优化研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关

4、于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“√”）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要近年来，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

5、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

6、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

7、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IAbstract

8、AbstractInrecentyears,windenergyasarenewablecleanenergy,itsdevelopmentandusehasbeenoneoftheimportantmeanstoeasetheenergycrisisandreduceenvironmentalpollution.Withtheincreasinginstalledcapacityan