考虑有功平衡的含风电系统规划与运行研究

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1、隶。初大·粤工程硕士学位论文万方数据考虑有功平衡的含风电系统规划与运行研究专业名称：电氢王猩研究生姓名：蓬蓝塞导师姓名：直煜盛麴拯万方数据RESEARCHONPoWERSYSTEMPLANNINGAND0PERATIONWITHWINDPoWERCONSIDERINGACTIVEPOWERBALANCEAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYCHENXihanSupervise

2、dbyProfessorGA0CiweiSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityMay2014㈣7啪8Ⅲ2舢7叫Ⅲ、J¨¨(Ⅲ7Ⅲ2删Y万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文

3、中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：丝!盥三里垄兰东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电J，^信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。潼一虢侉⋯名：越日期：加，乒．s．29万方数据摘要随着能

4、源需求增长与化石燃料资源日趋枯竭的矛盾日益突出，风力发电越来越受到人们的欢迎和重视。但风能具有随机性、间歇性、波动性和难预测性等特点，大规模风电并网运行时，风电的波动性必然对电网的功率平衡产生巨大影响，波动性也是制约风电人规模发展的最主要因素，在以往的研究中，多数仅从电网侧，即规划角度着手解决风电场接入问题，如新建线路加强电网结构或者增加火电备用机组以适应这种不确定性的波动，这种做法可以有效解决大规模风电并网问题，但其投入产出比往往非常低，严重的制约了电网自身的发展。冈此，本文不仅从电网规划角度研究风电

5、接入问题，而且也考虑从发电侧运行层面解决风电接入电网问题，使得发电侧输出功率波动性减弱，以增强电网侧接纳风电能力。首先，风电场输出功率特性和波动特性的分析是风电并网对系统的影响以及考虑风电接入的电网规划等问题研究的基础性内容。因此，本文首先根据风电出力的数学模型，利用概率统计方法推导出风电出力的概率分布函数，然后运用数据统计的方法对美国东部、中部以及西部三个典型风电场的实测输出功率数据进行详尽的分析。其次，从运行层面考虑风电接入电网问题，本文研究了风电场蓄电池储能系统和风电场有功功率控制系统平抑风电场输

6、出功率波动性的控制方法，风电场蓄电池储能系统和风电场有功功率控制系统的接入使得风电场输出功率波动性减弱，进而减小风电波动性对电网的影响。本文以风电场输出风电功率波动最小和储能系统投资建设成本最小为目标建立了储能系统平抑风电功率波动优化模型；同时本文根据风电场实际情况提出了风电场有功功率控制系统的控制策略和算法。最后，从电网规划层面考虑风电接入电网问题，本文根据系统运行特性建立了系统接纳风电能力计算模型，并提出了系统接纳风电能力系数的概念。该模型能够在现有网络结构、机组状态和风电出力曲线条件下，计算电力网

7、络中某节点系统接纳风电的能力系数。并在此模型基础上提出了一种基于系统运行层面的电网规划方法，使得在最小投资下系统最大化接纳风电。关键词：风电并网；风电出力特性；风电波动特性；蓄电池储能系统；有功功率控制系统；系统接纳风电能力系数；电网规划万方数据东南大学硕士学位论文万方数据ABSTRACTRenewableenergyhasbeenincreasinglyembracedduetodwindlingfuelreserves．Windpowerhasbecomehighlyvaluedandwelcome

8、d．Butwindpowerishighlyvolatility，intermittentandhardlytobeaccuratelypredicted，largescalewindpowerintegrationmayhaveagreatnegativeimpactontheactivepowerbalance．Thedevelopmentofwindpowerislimitedmainlyduetoitsvolatility,inth